Wiemy jak tlen znalazł się w atmosferze ziemskiej

Atmosfera ziemska jest bogata w tlen m.in. dzięki erupcjom wulkanówWiki Commons / Justinhamel

Naukowcy odkryli, w jaki sposób Ziemia zyskała swoją tlenową atmosferę. Według nich poziom tlenu wzrósł w wyniku tektoniki płyt, formowania się kontynentów oraz dzięki pojawieniu się na naszej planecie życia.

Badania zostały przeprowadzone dzięki nowemu modelowi klimatycznemu, który wykorzystuje wiele dziedzin nauki, takich jak petrologia, geodynamika, wulkanologia, czy geochemia. Opracowanie badaczy z amerykańskich uniwersytetów Rice i Yale oraz Uniwersytetu Tokijskiego opublikowano w czasopiśmie "Nature Geoscience".

- Pomysł jest bardzo prosty, ale pełne zrozumienie go wymaga obszernej wiedzy o tym, jak funkcjonuje Ziemia - mówi główny autor badań Cin-Ty Lee z Uniwersytetu Rice.

Dwa wzrosty poziomu tlenu

Lee oraz Laurence Yeung i Adrian Lenardic z Uniwersytetu Rice, Ryan McKenzie z Uniwersytetu Yale i Yusuke Yokoyama z Uniwersytetu Tokijskiego swoje opracowanie stworzyli dzięki modelowi klimatycznemu, który wskazuje wzrost poziomu tlenu w ziemskiej atmosferze w dwóch momentach w historii naszej planety: około 2 miliardów lat temu i około 600 mln lat temu.

Obecnie około 20 procent atmosfery składa się z tlenu w stanie wolnym (O2). Nie jest on związany z innymi elementami, tak jak atomy tlenu w innych gazach atmosferycznych, takich jak dwutlenek węgla, czy dwutlenek siarki. Przez większą część 4,5-miliardowej historii Ziemi wolny tlen w ziemskiej atmosferze nie istniał.

- Nie brakowało go dlatego, że jest rzadki - tłumaczy Lee. - Tlen jest jednym z najbardziej powszechnych pierwiastków na skalnych planetach, takich jak Mars, Wenus i Ziemia. Jest jednak jednym z najbardziej reaktywnych chemicznie elementów. Tworzy silne wiązania chemiczne z wieloma pierwiastkami, przez co często jest uwięziony w tlenkach, pochowanych we wnętrzu naszej planety - w formie skał. Ziemia nie jest wyjątkiem wśród innych planet, prawie cały tlen pozostaje zamknięty w jej głębokim skalnym wnętrzu - dodaje badacz.

Zmiana składu skorupy ziemskiej

Według naukowców około 2,5 miliarda lat temu znacznie zmienił się skład skorupy ziemskiej. W czasie, gdy wystąpił pierwszy wzrost poziomu tlenu atmosferycznego, pojawiły się też ziarna mineralne, zwane kryształami cyrkonu.

- Kryształy cyrkonu krystalizują ze stopionych skał ze specjalnymi kompozycjami, a ich pojawienie się oznacza przemianę z ubogiego w krzemionkę wulkanizmu w taki, który jest w nią bogaty. Jest to ważne dla składu atmosfery, ponieważ skały bogate w krzemionkę mają znacznie mniej żelaza i siarki niż te, w których krzemionki jest mało, a żelazo i siarka reagują z tlenem go pochłaniają. Na tej podstawie uważamy, że pierwszy wzrost poziomu tlenu może być związany ze znacznym zmniejszeniem wydajności jego pochłaniaczy - tłumaczy Lee.

Dokładny powód pierwszego wzrostu poziomu tlenu nie jest do końca znany, jednak naukowcy uważają, że wiązał się on z tektoniką płyt i z momentem, gdy powierzchnia Ziemi stała się na tyle mobilna że jej część była w stanie zapaść się do wnętrza planety.

Cykl węglowy a poziom tlenu

Drugi wzrost poziomu tlenu w atmosferze był związany z obiegiem węgla w przyrodzie.

- Produkcja tlenu jest związana z globalnym obiegiem węgla - cyklem węglowym pomiędzy Ziemią, biosferą, atmosferą i oceanami - mówi Lee.

Według badacza cykl węglowy Ziemi nigdy nie był w stanie równowagi, ponieważ dzięki aktywności wulkanicznej węgiel powoli ucieka z wnętrza naszej planety w formie dwutlenku węgla, który jest kluczowym składnikiem niezbędnym do fotosyntezy. Węgiel jest usuwany z atmosfery dzięki powstawaniu skondensowanych form węgla, takich jak węgiel organiczny lub węglany. Pierwiastek ten odkłada się głównie na granicy kontynentów, a nie w oceanie. Oznacza to, że nie wróci on już do wnętrza Ziemi, a przy aktywności wulkanicznej udział węgla w atmosferze wzrasta.

Produkcja tlenu jest związana z produkcją węgla, także i poziom tlenu a atmosferze wzrasta. Model, z którego korzystali naukowcy wykazał, że drugi wzrost poziomu tego pierwiastka w atmosferze wystąpił dość późno w historii Ziemi.

- Dokładny moment zależy od modelu, ale oczywiste jest, że tworzenie skorupy kontynentalnej naturalnie prowadzi do dwóch wzrostów poziomu tlenu atmosferycznego, tak jak wykazują skamieniałości - twierdzi Lee.

Nowy model nie jest pozbawiony kontrowersji. Według niego, produkcja dwutlenku węgla wzrasta z upływem czasu, co nie zgadza się z powszechnie panującą opinią, że stężenie dwutlenku węgla w atmosferze od 4 miliardów lat stale spada. Mimo to naukowcy twierdzą, że być może warto ponownie przyjrzeć się wczesnej historii Ziemi.

Poziom dwutlenku węgla w atmosferze nie tylko prowadzi do wzrostu poziomu tlenu, ale także przyczynia się do wzrostu roślinności na Ziemi. Najnowsze badania NASA wykazują, że obszary, które do niedawna pokryte były lodem, jałową ziemią lub piachem, teraz mogą pochwalić się bujną roślinnością.

CO2 w atmosferze napędza wzrost roślinności na planecie
CO2 w atmosferze napędza wzrost roślinności na planecie

Autor: zupi/rp / Źródło: science daily

Źródło zdjęcia głównego: Wiki Commons / Justinhamel

Pozostałe wiadomości

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej opublikował eksperymentalną prognozę pogody na wakacje. Z danych wynika, że latem w aurze zapanuje jedna wyraźna tendencja, która utrzyma się aż do września. Sprawdź przewidywania na czerwiec, lipiec, sierpień i wrzesień 2025.

Bardzo silny trend tego lata. Takie mają być kolejne cztery miesiące

Bardzo silny trend tego lata. Takie mają być kolejne cztery miesiące

Źródło:
IMGW

Chłód opanował Polskę i jeszcze trochę z nami zostanie. W weekend miejscami mogą pojawić się opady deszczu, a w górach - śniegu. Temperatura zacznie wzrastać wraz z początkiem nowego tygodnia - w jego połowie lokalnie ma być nawet 18 stopni Celsjusza.

Sunie do nas kolejna porcja chłodu. Spadnie deszcz, deszcz ze śniegiem i śnieg

Sunie do nas kolejna porcja chłodu. Spadnie deszcz, deszcz ze śniegiem i śnieg

Źródło:
tvnmeteo.pl

Tegoroczni zimni ogrodnicy nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa. Nad nasz kraj napływają dalsze masy zimnego powietrza arktycznego, tym razem w towarzystwie frontu atmosferycznego. Za jego sprawą w weekend w południowej Polsce spodziewane są nawet opady śniegu.

Zimni ogrodnicy dmuchną śniegiem. Tu dosypie nawet osiem centymetrów

Zimni ogrodnicy dmuchną śniegiem. Tu dosypie nawet osiem centymetrów

Źródło:
tvnmeteo.pl, IMGW

Część Walencji nawiedziły gwałtowne burze z gradem i ulewnym deszczem. Ulice i pola pokryła w czwartek gruba, biała warstwa lodu. Nawałnice wyrządziły szkody w rolnictwie, lokalne władze rozważają ogłoszenie stanu klęski żywiołowej.

Zaspy gradu na ulicach. Rozważają stan klęski żywiołowej

Zaspy gradu na ulicach. Rozważają stan klęski żywiołowej

Źródło:
Las Provincias, Ecuavisa

Pogoda na jutro - sobota, 10.05. Noc przyniesie w wielu regionach opady deszczu, miejscami także deszczu ze śniegiem. Dzień także zapowiada się z opadami. Na termometrach zobaczymy do 15 stopni Celsjusza.

Pogoda na jutro - sobota, 10.05. Nocą lokalnie krajobrazy na chwilę mogą się zabielić

Pogoda na jutro - sobota, 10.05. Nocą lokalnie krajobrazy na chwilę mogą się zabielić

Źródło:
tvnmeteo.pl

IMGW wydał ostrzeżenia meteorologiczne pierwszego stopnia. W sześciu województwach obowiązują alarmy przed przymrozkami. Przy gruncie temperatura może spaść do -3 stopni Celsjusza.

IMGW ostrzega. Alarmy dla sześciu województw

IMGW ostrzega. Alarmy dla sześciu województw

Źródło:
IMGW

W sobotę ma nastąpić deorbitacja radzieckiej sondy Kosmos 482. Według najnowszych informacji do zdarzenia ma dojść w godzinach porannych. Niewykluczone, że w momencie wejścia w atmosferę obiekt będzie znajdował się nad Polską. Waga kosmicznego śmiecia - który może nie spalić się całkowicie w atmosferze - to blisko 500 kilogramów.

Radziecka sonda waży prawie 500 kilogramów. Jest ryzyko, że spadnie w Polsce

Radziecka sonda waży prawie 500 kilogramów. Jest ryzyko, że spadnie w Polsce

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, "Z głową w gwiazdach", POLSA, sattrackcam.blogspot.com, tvnmeteo.pl

Wichury oraz burze, szczególnie te wiosenne, mogą pogarszać sytuację osób uczulonych na pyłki.

Wietrzne i burzowe dni mogą pogarszać naszą alergię. Dlaczego?

Wietrzne i burzowe dni mogą pogarszać naszą alergię. Dlaczego?

Źródło:
The Conversation, tvnmeteo.pl

Bizon zaatakował mężczyznę w parku Yellowstone. Jak podały służby leśne, 47-letni mieszkaniec Florydy podszedł zbyt blisko do zwierzęcia, które poczuło się zagrożone. Strażnicy przypomnieli, że bizony zraniły więcej ludzi w parku niż jakiekolwiek inne dzikie zwierzę.

Turysta podszedł do bizona. Zwierzę zaatakowało

Turysta podszedł do bizona. Zwierzę zaatakowało

Źródło:
CBS News

Peruwiańscy rybacy przetrwali 55 dni na Pacyfiku. Jak przekazały lokalne media, statek został odnaleziony na wodach Ekwadoru, setki kilometrów od portu, z którego wypłynął. Jednostka miała uszkodzony silnik, ale płynęła dzięki żaglom wykonanym przez załogę.

Przetrwali 55 dni na oceanie pod samodzielnie wykonanym żaglem

Przetrwali 55 dni na oceanie pod samodzielnie wykonanym żaglem

Źródło:
PAP, Peru Pesquero

Gwałtowna burza przeszła przez miasto Colleyville w Teksasie. Kamera do monitoringu uchwyciła na nagraniu, jak piorun uderza w dom, a sekundę później wybucha pożar.

Piorun uderza w dom, wybucha pożar. Nagranie

Piorun uderza w dom, wybucha pożar. Nagranie

Źródło:
CNN, foxweather.com

Baza danych dotycząca kosztów związanych z ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi (Billion Dollar Weather and Climate Disasters), która prowadzona jest od 1980 roku, zostaje zawieszona - poinformowała w czwartek Narodowa Służba Oceaniczna i Atmosferyczna (NOAA), która ją do tej pory tworzyła.

Koniec bazy danych o ekstremalnych zjawiskach pogodowych

Koniec bazy danych o ekstremalnych zjawiskach pogodowych

Źródło:
CNN, NOAA

Skorpiony przejmują kontrolę nad brazylijskimi miastami - ostrzegają eksperci z tego kraju. Spodziewają się, że w najbliższej dekadzie odnotowane zostaną co najmniej dwa miliony ukąszeń tych pajęczaków.

Miliony skorpionów w miastach. Prognozy ekspertów budzą grozę

Miliony skorpionów w miastach. Prognozy ekspertów budzą grozę

Źródło:
Guardian, tvn24.pl

Produkcja wołowiny w Brazylii emituje ponad dwa razy więcej gazów cieplarnianych niż przewiduje limit wymagany do osiągnięcia międzynarodowych celów środowiskowych - donoszą badacze na łamach "Environmental Science and Pollution Research".

Naukowcy: Brazylia musi się zastanowić nad tym, jak produkuje wołowinę

Naukowcy: Brazylia musi się zastanowić nad tym, jak produkuje wołowinę

Źródło:
PAP, Eureka Alert

Kleszcze coraz częściej pojawiają się w miastach i na terenach podmiejskich. Między innymi takie wnioski wyciągnęli naukowcy na podstawie badań wykonanych w Warszawie.

Przyjrzeli się kleszczom w Warszawie. Oto wnioski

Przyjrzeli się kleszczom w Warszawie. Oto wnioski

Źródło:
PAP

Znany brytyjski biolog, David Attenborough kończył dziś 99 lat. Urodziny jednego z najbardziej cenionych popularyzatorów przyrody to moment na to, by przypomnieć, jak ważna jest ochrona mórz i oceanów.

David Attenborough kończy 99 lat i dzieli się refleksją po prawie 100 latach na Ziemi

David Attenborough kończy 99 lat i dzieli się refleksją po prawie 100 latach na Ziemi

Źródło:
BBC, Filmweb, SmogLab

Aligator śmiertelnie zaatakował kobietę, która wraz ze swoim mężem pływała kajakiem po jeziorze Kissimmee na Florydzie. Według służb para znalazła się bardzo blisko drapieżnika, który przestraszył się i wywrócił ich łódź.

Aligator przewrócił kajak. Nie żyje kobieta

Aligator przewrócił kajak. Nie żyje kobieta

Źródło:
AP, CNN, ClickOrlando

Kanadyjscy strażacy walczą z pożarami traw w pobliżu miasta Edmonton na zachodzie kraju. W związku z zagrożeniem zdrowia i życia wprowadzono stan wyjątkowy. Część mieszkańców została ewakuowana.

Gęste kłęby dymu w pobliżu miasta, ewakuacje

Gęste kłęby dymu w pobliżu miasta, ewakuacje

Źródło:
CNN, CBC, Canadian Press News

Gwałtowne ulewy nawiedziły Portoryko. Według danych służby meteorologicznej od końca kwietnia lokalnie spadło ponad 400 litrów deszczu na metr kwadratowy. Okolice miasta Utuado zostały odcięte od świata przez wylewające rzeki, zaś w sąsiednim Adjuntas osuwiska zablokowały drogi.

Jedno miasto odcięła od świata woda, drugie - masy błota

Jedno miasto odcięła od świata woda, drugie - masy błota

Źródło:
Prensa Latina, Claridad Puerto Rico

"Gwiezdna muzyka" pozwoliła badaczom odkryć tajemnice starzejącej się gwiazdy. Naukowcy zmierzyli wibracje pomarańczowego karła HD 219134, na podstawie których określili wiek i wymiary odległego obiektu. Jego oscylacje zostały "przełożone" na słyszalne częstotliwości, dzięki czemu możemy posłuchać jej aktywności.

Badacze zarejestrowali "muzykę" odległej gwiazdy

Badacze zarejestrowali "muzykę" odległej gwiazdy

Źródło:
W. M. Keck Observatory

Hodowca drobiu z Wielkiej Brytanii odkrył, że jedna z jego kur zniosła jajko o kulistym kształcie. W rozmowie z BBC mężczyzna przyznał, że sprzedał je na aukcji, a pieniądze przekazał na cele charytatywne.

Jedno na miliard. Kura zniosła nietypowe jajko

Jedno na miliard. Kura zniosła nietypowe jajko

Źródło:
BBC

7700 dolarów grzywny lub rok w więzieniu - taki wyrok usłyszeli przemytnicy, którzy w kwietniu próbowali wywieźć z Kenii pięć tysięcy rzadkich i cennych okazów mrówek. Owady miały trafić na nielegalne targi egzotycznych zwierząt w Europie i Azji.

Próbowali przemycić tysiące mrówek w strzykawkach. Jest wyrok

Próbowali przemycić tysiące mrówek w strzykawkach. Jest wyrok

Źródło:
PAP, Reuters, BBC

Aż 80 procent zaostrzeń astmy u dzieci wywołują zakażenia wirusowe - podkreślają eksperci. Specjaliści szczególnie dla tej grupy pacjentów zalecają szczepienia ochronne.

Ten czynnik najczęściej zaostrza astmę u dzieci

Ten czynnik najczęściej zaostrza astmę u dzieci

Źródło:
PAP, mp.pl

Na Florydzie w jednym z hrabstw od kilkudziesięciu godzin trwają poszukiwania niedźwiedzia, który zaatakował i doprowadził do śmierci 89-latka i jego psa. W pobliżu rozstawiono pułapki, a teren jest pod obserwacją służb.

Znaleziono zwłoki mężczyzny i psa. Trwają poszukiwania niedźwiedzia

Znaleziono zwłoki mężczyzny i psa. Trwają poszukiwania niedźwiedzia

Źródło:
NBC News, ABC News, FOX4Now

Nastał maj, cudny i kapryśny jednocześnie. Wiele mu wybaczamy, bo kochamy go w Polsce od wieków. Uwielbienie dla maja znalazło swoje odbicie w śpiewanej do dziś dziewiętnastowiecznej pieśni kościelnej "Chwalcie łąki umajone".

Na mapach widać dużo czerwieni. Czy będziemy "chwalić łąki umajone"?

Na mapach widać dużo czerwieni. Czy będziemy "chwalić łąki umajone"?

Źródło:
TVN24+

W Polsce przyszło ochłodzenie, w najbliższych dniach spodziewane są przymrozki, a miejscami nocami i o poranku chwyci mróz. Jak przekazał synoptyk tvnmeteo.pl Tomasz Wakszyński, w tym roku zimni ogrodnicy i zimna Zośka, majowe zjawisko meteorologiczne, przyszło wcześniej niż zwykle.

Zimni ogrodnicy przyszli w tym roku wcześniej. W prognozach mróz

Zimni ogrodnicy przyszli w tym roku wcześniej. W prognozach mróz

Źródło:
tvnmeteo.pl

Amerykańskie służby poszukują dziewczynki, która w poniedziałek została porwana przez wodę w mieście Brenham w Teksasie. Region zmaga się z falą burz z obfitymi opadami deszczu, które powodują występowanie powodzi błyskawicznych. W poszukiwanie dziewczynki zaangażowanych jest wiele ekip ratowniczych.

Woda porwała dziecko

Woda porwała dziecko

Źródło:
ABC News, Fox Weather

Gwałtowne burze nawiedziły w poniedziałek po południu północno-wschodnią Hiszpanię. Na terenie prowincji Barcelona doszło do silnego gradobicia. Wtorek również ma przynieść niespokojną aurę. Władze apelują o zachowanie ostrożności.

Dywany gradu i ulewy w Hiszpanii. Zwiastują dużą zmianę pogody

Dywany gradu i ulewy w Hiszpanii. Zwiastują dużą zmianę pogody

Źródło:
ENEX, metropoliabierta.elespanol.com, elperiodico.com, AEMET