Палеоатмосфера (или палеоатмосфера ) — это атмосфера , особенно атмосфера Земли , в какой - то неопределенный момент геологического прошлого.
О составе палеоатмосферы Земли сегодня можно судить на основе изучения обилия прокси-материалов, таких как оксиды железа и древесный уголь , а также данных об окаменелостях, таких как плотность устьиц ископаемых листьев в геологических отложениях. Хотя в сегодняшней атмосфере преобладают азот (около 78%), кислород (около 21%) и аргон (около 1%), считается, что добиологическая атмосфера была сильно восстановительной атмосферой , практически не имевшей свободный кислород, практически нет аргона, который образуется в результате радиоактивного распада при 40 К , и в нем преобладают азот, углекислый газ и метан .
Заметные концентрации свободного кислорода, вероятно, не существовали примерно 2500 миллионов лет назад ( Myr ). После Великого события окисления количество кислорода , вырабатываемого в качестве побочного продукта фотосинтеза цианобактериями (иногда ошибочно называемыми сине-зелеными водорослями), начало превышать количество химически восстанавливающих материалов , особенно растворенного железа. К началу кембрийского периода (541 млн лет назад) концентрации свободного кислорода возросли настолько, что стало возможным развитие многоклеточных организмов. Вслед за последующим появлением, быстрой эволюцией и излучением наземных растений , которые покрывали большую часть поверхности суши Земли, начиная примерно с 450 млн лет назад, концентрации кислорода достигли, а затем и превысили современные значения (около 21%) в раннем каменноугольном периоде , когда в атмосфере был углекислый газ. снижается ниже нынешних концентраций (около 400 частей на миллион) за счет кислородного фотосинтеза . [1] [2] [3] Это, возможно, способствовало разрушению тропических лесов каменноугольного периода в московском и касимовском возрастах пенсильванского подпериода .
Геологические исследования древних горных пород могут дать информацию о составе палеоатмосферы, давлении, плотности и т. д. в определенные моменты истории Земли.
В исследовании 2012 года изучались отпечатки, оставленные каплями дождя на свежеотложенном вулканическом пепле , образовавшемся в архейском эоне 2700 млн лет назад в супергруппе Вентерсдорп , Южная Африка. Они связали конечную скорость капель дождя непосредственно с плотностью воздуха палеоатмосферы и показали, что ее плотность более чем в два раза превышает плотность современной атмосферы и, вероятно, имеет аналогичную, если не меньшую, плотность. [4]
Аналогичное исследование, проведенное в 2016 году, изучало распределение газовых пузырьков по размерам в потоках базальтовой лавы, которые затвердевали на уровне моря также во время архея (~ 2700 млн лет назад). Они обнаружили атмосферное давление всего 0,23 ± 0,23 бар (23 кПа). [5]
Оба результата противоречат теориям , которые предполагают, что в период Слабого Молодого Солнца архей сохранял тепло благодаря чрезвычайно высоким уровням углекислого газа или азота.
В исследовании 2016 года была проведена масс-спектрометрия пузырьков воздуха, попавших в каменную соль, отложившуюся 813 млн лет назад. Они обнаружили содержание кислорода 10,9%, что намного выше, чем ожидалось по косвенным измерениям. Это позволило предположить, что Великое событие окисления могло произойти гораздо раньше, чем считалось ранее. [6]