Якщо ви думали, що на юної Землі була щільна атмосфера, то це не так. Дослідження вчених Вашингтонського університету, які вивчали бульбашки, що потрапили в породи віком 2,7 мільярда років, показало, що атмосфера в ті часи була з тиском в два рази нижче за сьогоднішній. І хоча ключів до юної Землі у нас вкрай мало, їх все ж простіше шукати і вивчати, ніж на планетах за межами Сонячної системи, тому це допоможе нам зрозуміти можливі умови і життя на інших планетах, атмосфера яких тонка і бідна киснем, як на юної землі.

Результати, опубліковані 9 травня в Nature Geoscience, перевертають загальноприйняту ідею про те, що раніше на Землі була щільніша атмосфера, яка компенсувала слабший сонячне світло. Результати дослідження також проливають світло на гази, які були присутні в тій атмосфері, і на те, як біологія і клімат функціонували раніше на нашій планеті.

«Довгий час люди думали, що атмосферний тиск тоді було вище, оскільки сонце було слабкіше, - говорить провідний автор дослідження Санджой Сом, провідний роботу над докторською дисертацією в області наук про Землю і космос у Вашингтонському університеті. - Наш результат показав прямо протилежне тому, що ми очікували ».

Ідея використання бульбашок, замкнених в остигає лаві, як такого собі «палеобарометра», щоб визначити вагу повітря в молодості нашої планети, народилася кілька десятиліть назад у співавтора роботи Роджера Бьюїк, професора Вашингтонського університету. Інші використовували цю техніку для вимірювання підйому лави віком в кілька мільйонів років тому. Щоб перегорнути цю ідею і виміряти тиск повітря далеко в минулому, вченим знадобилося місце, де стародавня лава виразно сформувалася на рівні моря.

Таке місце знайшов в Західній Австралії співавтор дослідження Тім Блейк з Університету Західної Австралії. У цьому місці річка Бізлі оголила базальтову лаву віком в 2,7 мільярда років. Найнижчий потік лави мав «лавові пальці», які зарилися в стеклообразниє осколки, що доводить: розплавлена ​​лава занурилася в морську воду. Команда пробурила вищележачі потоки лави, щоб вивчити розмір бульбашок.

Потік розплавленої породи швидко остигає зверху вниз, і бульбашки, захоплені нижче, менше тих, що захоплені вище. Різниця в розмірах показує тиск повітря, яке виявлялося на лаву в міру її остигання 2,7 мільярда років тому.

Грубі вимірювання показали на подив легку атмосферу. Додаткове рентгенівське сканування декількох лавових потоків підтвердило результат: бульбашки показують, що атмосферний тиск в той час було в два рази нижче сучасного.

земля 2,7 мільярда років тому була будинком лише для одноклітинних мікроорганізмів, сонячне світло був на 20% слабкіше, а атмосфера не містила кисню. Але ця знахідка вказує на умови, які були ще більш потойбічними, ніж вважали раніше. Більш легка атмосфера могла вплинути на силу вітру і інші прояви клімату, а також змінити температуру кипіння рідин.

«Ми досі намагаємося охопити всю величину виявленого, - каже Бьюїк. - Буде потрібно час, щоб оцінити всі можливі наслідки ». Інші геологічні знахідки показують, що в той час на Землі була рідка вода, тому в атмосфері було більше уловлюють тепло парникових газів, на зразок метану і вуглекислого газу, і менше азоту.

Це нове дослідження є кроком вперед у порівнянні з попередньою роботою команди з UW над «скам'янілими краплями дощу», які вперше поставили під сумнів щільну атмосферу на древній Землі. У 2015 році Бьюїк також виявив, що близько 3 мільярдів років тому мікроби висмоктували азот з атмосфери Землі.

«Рівень газоподібного азоту помітно коливався протягом історії Землі, в усякому разі ранньої її історії, причому люди про це раніше не замислювалися, - говорить співавтор дослідження Девід Катлінг, професор Вашингтонського університету. - Людям доведеться переписувати підручники ».

Далі вчені будуть шукати підходящі породи для підтвердження результатів і вивчати, як атмосферний тиск могло змінюватися з плином часу.