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

Niedziela w części kraju upływa pod znakiem gwałtownej aury. Superkomórka burzowa przeszła po południu przez Mielec (Podkarpackie). Wiatr łamał drzewa i uszkadzał linie energetycznie. Doszło też do zalań piwnic. Strażacy w całym województwie przeprowadzili ponad 200 interwencji.

Zalane piwnice, brak prądu. Superkomórka przeszła przez Mielec

Zalane piwnice, brak prądu. Superkomórka przeszła przez Mielec

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl, TVN24, PAP

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej ostrzega przed burzami. Najgroźniejsze są spodziewane na Podkarpaciu - tam obowiązują ostrzeżenia najwyższego stopnia. Sprawdź, gdzie aura będzie groźna.

Ostrzeżenia najwyższego stopnia. Przed nami niebezpieczne godziny

Ostrzeżenia najwyższego stopnia. Przed nami niebezpieczne godziny

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Pogoda na jutro. Noc w części kraju będzie deszczowa, a miejscami burzowa. Poniedziałek 8.07 przyniesie wytchnienie od upalnej pogody, ale nie od wyładowań atmosferycznych. Termometry pokażą maksymalnie 27 stopni.

Pogoda na jutro - poniedziałek 8.08. Deszczowa noc w części kraju

Pogoda na jutro - poniedziałek 8.08. Deszczowa noc w części kraju

Źródło:
tvnmeteo.pl

Już za kilka dni termometry pokażą wartości sięgające aż 35 stopni Celsjusza. Jak długo pozostanie z nami skwar? Sprawdź długoterminową prognozę pogody na 16 dni, przygotowaną przez prezentera tvnmeteo.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: spiekota będzie trudna do zniesienia

Pogoda na 16 dni: spiekota będzie trudna do zniesienia

Źródło:
tvnmeteo.pl

W sobotę wieczorem przez Polskę przetoczyły się gwałtowne burze. Wiało tak mocno, że w Międzychodzie (Wielkopolskie) pękł ponad stuletni dąb i przewrócił się na samochód. W Radgoszczy silny podmuch wiatru poderwał dwa dmuchane zamki, cztery osoby zostały ranne. Skutki gwałtownej pogody były odczuwalne także w innych regionach.

Powiało tak silnie, że "symbol miasta" runął w kilka minut

Powiało tak silnie, że "symbol miasta" runął w kilka minut

Aktualizacja:
Źródło:
TVN24, PAP

Beryl sunie w kierunku Teksasu. Według Amerykańskiego Narodowego Centrum ds. Huraganów, żywioł przybierze jeszcze na sile i uderzy w ląd jako huragan pierwszej kategorii. Przyniesie ulewne opady deszczu, które mogą doprowadzić do powodzi.

Beryl coraz bliżej Teksasu. "Przygotujcie się na nagłe opuszczenie domów"

Beryl coraz bliżej Teksasu. "Przygotujcie się na nagłe opuszczenie domów"

Źródło:
NHC, CNN, houstonchronicle.com

Węgrzy przygotowują się na uderzenie drugiej fali upałów w tym roku. Dla całego kraju ogłoszono czerwony alert. Z prognoz wynika, że temperatura może sięgnąć 39 stopni. Wzrasta również ryzyko pożarów - w sześciu komitatach wydano zakaz palenia ognisk.

Czerwony alert przed upałem. Ma obowiązywać do piątku

Czerwony alert przed upałem. Ma obowiązywać do piątku

Źródło:
PAP, idokep.hu

Ranny strażak został uratowany w Kalifornii. Do wypadku doszło podczas akcji gaśniczej w hrabstwie Fresno, gdzie pożar wybuchł ponad tydzień temu. Ogień spalił w tym regionie ponad 5,6 tysięcy hektarów i wciąż nie został opanowany.

Ranny strażak utknął na terenie pożaru. Nagranie z akcji ratunkowej

Ranny strażak utknął na terenie pożaru. Nagranie z akcji ratunkowej

Źródło:
Reuters, Cal Fire

Co najmniej 14 osób zginęło w ciągu ostatnich dwóch dni w Nepalu. Kraj nawiedziła fala monsunowych ulew, która spowodowała poważne powodzie i osuwiska. Wciąż prowadzone są akcje poszukiwawcze.

Stolica pod wodą, odcięte całe regiony. Zginęło kilkanaście osób

Stolica pod wodą, odcięte całe regiony. Zginęło kilkanaście osób

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, The Himalayan Times, PAP

Niedźwiedzica przedostała się na teren zoo w Rumunii. Jak podały lokalne media, drapieżnik przez kilka nocy wdzierał się do ogrodu. W czasie swoich wizyt zabił trzy jelenie i emu. Ze względu na bezpieczeństwo odwiedzających, władze miasta podjęły decyzję o zastrzeleniu niedźwiedzia.

Zastrzelono niedźwiedzicę, która w zoo zabiła trzy jelenie i emu

Zastrzelono niedźwiedzicę, która w zoo zabiła trzy jelenie i emu

Źródło:
PAP, Digi24

Rośnie liczba potwierdzonych przypadków boreliozy w Polsce. Od początku roku do końca czerwca było ich 9134. To więcej niż w tym samym okresie ubiegłego roku. W ciągu ostatnich sześciu miesięcy odnotowano także 159 przypadków kleszczowego zapalenia mózgu.

Niepokojące statystyki. Więcej zakażeń boreliozą i przypadków kleszczowego zapalenia mózgu

Niepokojące statystyki. Więcej zakażeń boreliozą i przypadków kleszczowego zapalenia mózgu

Źródło:
PAP

Do śmiertelnego wypadku doszło w Tatrach. W sobotę turysta spadł z wysokości w rejonie Orlej Perci. To najtrudniejszy szlak w polskich górach.

Mężczyzna spadł z wysokości w rejonie Orlej Perci

Mężczyzna spadł z wysokości w rejonie Orlej Perci

Źródło:
TOPR, TPN, PAP, TVN24

Od kilku dni włoski wulkan Stromboli wyrzuca w powietrze popiół i materiał piroklastyczny. Takie widoki przyciągają niektórych turystów, którzy podpływają łódkami w okolice miejsca erupcji, podziwiać niecodzienny dla nich widok.

Wulkan na włoskiej wyspie urządził spektakl. "To jak magnes"

Wulkan na włoskiej wyspie urządził spektakl. "To jak magnes"

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

Trójka polskich turystów utknęła w piątek w Tatrach Wysokich na Słowacji. Wspinacze musieli przerwać wycieczkę z powodu wychłodzenia i zmęczenia, a w górach zastał ich zmrok. Na pomoc ruszyli ratownicy Horskiej Zachrannej Sluzby.

Polscy turyści w pułapce. Opadli z sił, zastał ich mrok

Polscy turyści w pułapce. Opadli z sił, zastał ich mrok

Źródło:
PAP, HZS

Trąba powietrzna przeszła w piątek przez centrum miasta we wschodnich Chinach. Świadkowie uwiecznili na nagraniach żywioł porywający fragmenty budowli. Wskutek silnego wiatru zginęło pięć osób, a prawie 90 zostało rannych.

Trąba powietrzna nad miastem. Nie żyje pięć osób, wiele jest rannych

Trąba powietrzna nad miastem. Nie żyje pięć osób, wiele jest rannych

Źródło:
Reuters, The Straits Times

W piątek strażacy z Kalifornii walczyli z 20 pożarami i niesprzyjającymi warunkami atmosferycznymi. Temperatura w północnych regionach stanu przekroczyła miejscami 47 stopni Celsjusza.

Blisko 50 stopni Celsjusza, wybuchał pożar za pożarem

Blisko 50 stopni Celsjusza, wybuchał pożar za pożarem

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, Reuters, Cal Fire

W Hiszpanii trwa fala upałów. Na skutek udaru cieplnego w ostatnich dniach zmarły dwie osoby - poinformowały lokalne media.

Upały w Hiszpanii zbierają śmiertelne żniwo

Upały w Hiszpanii zbierają śmiertelne żniwo

Źródło:
ENEX, diariodesevilla.es, wetteronline.de, tvnmeteo.pl

Beryl, huragan drugiej kategorii, po tym jak przetoczył się między innymi przez Karaiby, w piątek dotarł do Meksyku. - Niebo zrobiło się bordowe i zaczęło lać, dość porządnie. Niektóre pokoje w hotelu pozalewało - mówił w rozmowie z redakcją Kontaktu 24 pan Dariusz, który przebywa w Cancun.

"Niebo zrobiło się bordowe, niektóre pokoje pozalewało". Relacja Polaka ze spotkania z huraganem Beryl

"Niebo zrobiło się bordowe, niektóre pokoje pozalewało". Relacja Polaka ze spotkania z huraganem Beryl

Aktualizacja:
Źródło:
CNN, Reuters, Kontakt 24

Z powodu aktywności wulkanu Etna na Sycylii czasowo zamknięte zostało lotnisko w Katanii, jedno z głównych na wyspie. Linia lotnicza Ryanair odwołała w piątek część lotów do i z tego miasta. Przed godziną 17 w piątek lotnisko wznowiło działalność.

Ryanair odwołał część lotów po wybuchu Etny

Ryanair odwołał część lotów po wybuchu Etny

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, PAP, euronews.com, aeroporto.catania.it

Doszło do erupcji sycylijskiego wulkanu Etna. Z krateru wydobyły się ogromne ilości pyłu i popiołu wulkanicznego, które przysłoniły niebo. Zamknięto lotnisko w Katanii, a także wprowadzono zakaz korzystania z pojazdów dwukołowych. Na Kontakt 24 otrzymaliśmy nagrania z Katanii.

W popularnym kurorcie popiół leci z nieba

W popularnym kurorcie popiół leci z nieba

Aktualizacja:
Źródło:
Kontakt 24

Po wędrówce po jednym z parków w stanie Arizona, gdzie panował ponad 40-stopniowy upał, zmarł 10-latek. Chłopiec poczuł się źle, dlatego jego krewni wezwali pomoc. Niestety w szpitalu nie udało się uratować dziecka.

10-letni chłopiec zmarł po wędrówce. Do szpitala trafił "w skrajnie krytycznym stanie"

10-letni chłopiec zmarł po wędrówce. Do szpitala trafił "w skrajnie krytycznym stanie"

Źródło:
CNN, abcnews.go.com

Australijska policja stanowa z Terytorium Północnego znalazła szczątki 12-letniego dziecka, które miał zaatakować krokodyl. Dziewczynka zaginęła podczas kąpieli w potoku.

Znaleziono zwłoki dziecka, które miał zaatakować krokodyl

Znaleziono zwłoki dziecka, które miał zaatakować krokodyl

Źródło:
Reuters, ABC Australia, tvnmeteo.pl

Grecję nękają gwałtowne burze. Od piorunów wybuchają niegroźne pożary, a ulewny deszcz powoduje zalania i utrudnienia na drogach. Mieszkańcy kilku regionów dostali alerty ostrzegające przed groźną pogodą.

Od piorunów wybuchają pożary, mieszkańcy dostają alerty

Od piorunów wybuchają pożary, mieszkańcy dostają alerty

Źródło:
eKhatimerini, Greek Reporter, ENEX, tvnmeteo.pl, pelop.gr

Po ulicach peruwiańskiego miasta Santa Anita biegał byk. Zwierzę wywołało niemały popłoch wśród pieszych i kierowców. Groźnie wyglądające zdarzenie zarejestrowała kamera.

Byk biegał po ulicach miasta. Zwierzę strąciło mężczyznę z roweru

Byk biegał po ulicach miasta. Zwierzę strąciło mężczyznę z roweru

Źródło:
Reuters, LaRepublica.pe