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

Gwałtowny skok temperatury nastąpi już w ciągu kilku dni. Na jak długo zawita do nas ciepło? Sprawdź autorską, długoterminową prognozę pogody na 16 dni, przygotowaną przez prezentera tvnmeteo.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: upał na sam koniec wakacji

Pogoda na 16 dni: upał na sam koniec wakacji

Źródło:
tvnmeteo.pl

W niedzielę na Kasprowym Wierchu leżał śnieg. Opady związane były z zimnym powietrzem arktycznym, które napływa obecnie do Polski. W niektórych miejscach termometry pokazywały w nocy ujemne wartości.

Odrobina zimy w sierpniu. W Tatrach spadł śnieg

Odrobina zimy w sierpniu. W Tatrach spadł śnieg

Aktualizacja:
Źródło:
TOPR, tvnmeteo.pl, TVN24

Gdzie jest burza? W niedzielę 24.08 na polskim niebie pojawiają się ciemne chmury. Wyładowaniom atmosferycznym towarzyszą opady deszczu i silne porywy wiatru. Śledź aktualną sytuację pogodową w Polsce w tvnmeteo.pl.

Gdzie jest burza? Pojawiają się pierwsze wyładowania

Gdzie jest burza? Pojawiają się pierwsze wyładowania

Źródło:
tvnmeteo.pl

Szron pojawił się na samochodach w nocy z soboty na niedzielę. Na Kontakt24 otrzymaliśmy zdjęcia dokumentujące przymrozek na Dolnym Śląsku. To nie jedyne ciekawe zjawisko, jakie przyniosła nam pogoda w ciągu ostatniej doby.

Grad, szron i trąby wodne. Sobotnia aura na zdjęciach

Grad, szron i trąby wodne. Sobotnia aura na zdjęciach

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl, Kontakt24

Jezioro w północnym Pakistanie jest na skraju wylania. Jak poinformowały władze prowincji Gilgit-Baltistan, zbiornik powstał na skutek zejścia lawiny błotnej, która zablokowała jedną z rzek. Jeśli dojdzie do przerwania naturalnej tamy, spiętrzona woda może zagrozić kilku miastom.

Po lawinie powstało jezioro. Jest śmiertelnie niebezpieczne

Po lawinie powstało jezioro. Jest śmiertelnie niebezpieczne

Źródło:
Reuters, The Nation Pakistan

Starship od SpaceX jest gotów na kolejny, dziesiąty już lot testowy. Okno startowe ma otworzyć się w przyszłą niedzielę. Jak przekazała firma Elona Muska, w ciągu ostatnich tygodni wyeliminowano usterki, które poprzednio doprowadziły do eksplozji statku kosmicznego jeszcze przed startem.

Do dziesięciu razy sztuka. Starship ma znów polecieć

Do dziesięciu razy sztuka. Starship ma znów polecieć

Źródło:
AFP, space.com

Pogoda na dziś. Niedziela 24.08 zapowiada się z opadami deszczu, które lokalnie mogą być dość obfite. W całym kraju temperatura nie przekroczy 20 stopni Celsjusza, powieje silniejszy wiatr.

Pogoda na dziś - niedziela, 24.08. Miejscami będzie tylko 15 stopni

Pogoda na dziś - niedziela, 24.08. Miejscami będzie tylko 15 stopni

Źródło:
tvnmeteo.pl

W sobotę pogoda w Polsce jest zmienna. Lokalnie występują burze, a na północy nad Bałtykiem pojawiają się trąby wodne. Zjawiska można zobaczyć na nagraniach.

"Wyjąłem telefon i zacząłem nagrywać". Znów pojawiły się nad Bałtykiem

"Wyjąłem telefon i zacząłem nagrywać". Znów pojawiły się nad Bałtykiem

Źródło:
tvnmeteo.pl

W kolejnych dniach będzie chłodniej, pojawi się też deszcz oraz ryzyko burz. Gorące lato nie powiedziało jeszcze ostatniego słowa. W połowie przyszłego tygodnia termometry mogą pokazać 30 stopni, choć aura ma być dynamiczna. Wszystko bowiem zależy od tego, jak na pogodę w Polsce wpłynie były huragan Erin.

Były huragan Erin może namieszać w pogodzie

Były huragan Erin może namieszać w pogodzie

Źródło:
tvnmeteo.pl

Przed jedną ze szkół w mieście Pearl w amerykańskim stanie Missisipi pojawił się aligator. Dzieci i nauczyciele przez kilka godzin musieli pozostać w budynku. Zwierzę zostało bezpiecznie odłowione i przewiezione z dala od zabudowań.

Przed szkołą pojawił się aligator

Przed szkołą pojawił się aligator

Źródło:
CNN

Sześciu uczniów utonęło w Egipcie podczas wycieczki szkolnej na plaży Abu Tlat w Aleksandrii. Mimo obowiązującego zakazu kąpieli, grupa weszła do morza. Ratownicy uratowali 21 innych osób. Jak informują lokalne media, zakaz wchodzenia do morza łamany jest notorycznie, co prowadzi do kolejnych tragedii.

Pływali mimo czerwonej flagi. Sześciu uczniów utonęło

Pływali mimo czerwonej flagi. Sześciu uczniów utonęło

Źródło:
PAP

W ostatnim czasie na plażach w trzech gminach brazylijskiego stanu Sao Paulo znaleziono setki martwych pingwinów. Większość z nich to młode osobniki. Naukowcy nie znają jeszcze dokładnej przyczyny tak masowej śmierci zwierząt, ale są pewne hipotezy.

Na plażach znaleziono setki martwych pingwinów

Na plażach znaleziono setki martwych pingwinów

Źródło:
PAP, Globo, Poder360

Brytyjscy naukowcy odkryli nowy gatunek dinozaura. Skamieniałości sprzed 125 milionów lat wskazują, że zwierzę wyróżniało się wyjątkowo długimi, kolczastymi wyrostkami na grzbiecie i ogonie, przypominającymi żagiel.

Jego grzbiet przypominał żagiel. Odkryto nowy gatunek dinozaura

Jego grzbiet przypominał żagiel. Odkryto nowy gatunek dinozaura

Źródło:
PAP

Na początku września dojdzie do zaćmienia Księżyca, które będzie można oglądać w naszym kraju. Tarcza naszego naturalnego satelity zostanie przysłonięta przez cień rzucany przez Ziemię.

Zbliża się zaćmienie Księżyca. Czy będzie widoczne w Polsce

Zbliża się zaćmienie Księżyca. Czy będzie widoczne w Polsce

Źródło:
PAP

Nawalny deszcz nawiedził stan Uttarakhand w północnych Indiach. Doprowadził do osunięcia ziemi i powodzi błyskawicznych. W lawinie błotnej całkowicie zniszczone zostały dwa domy, a kilkanaście kolejnych - poważnie uszkodzonych. Ekstremalne zjawiska pogodowe nasilają się wskutek zmieniającego się klimatu, a kolejne ulewy mogą jeszcze pogorszyć sytuację.

Lawina błotna przyszła w nocy. Są zaginieni

Lawina błotna przyszła w nocy. Są zaginieni

Źródło:
Reuters

Naukowcy z Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody (IUCN) wyodrębnili trzy nowe gatunki żyraf. Do tej pory sądzono, że istnieje na Ziemi tylko jeden - podała stacja BBC.

Gatunków tych majestatycznych zwierząt jest więcej niż sądzono

Gatunków tych majestatycznych zwierząt jest więcej niż sądzono

Źródło:
PAP, BBC

Grubość pokrywy lodowej na Svalbardzie zmniejsza się w rekordowym tempie. W ciągu ostatniego roku łączna masa stopionego lodu przekroczyła 60 miliardów ton. Takiego tempa topnienia nie przewidywały żadne modele opracowane przez glacjologów z Oslo.

Takiego tempa topnienia nie przewidywały żadne modele

Takiego tempa topnienia nie przewidywały żadne modele

Źródło:
PAP, vg.no

Ponad 770 ofiar, tysiące ewakuowanych i całe wsie zmiecione z powierzchni ziemi - Pakistan mierzy się z jedną z najbardziej tragicznych serii powodzi w ostatnich latach. Wśród poszkodowanych jest Noor Muhammad, który na dwa dni przed własnym ślubem stracił 24 członków rodziny, gdy powódź błyskawiczna zniszczyła jego dom w dystrykcie Buner na północny kraju.

24 pogrzeby zamiast wesela. "Co mam powiedzieć?"

24 pogrzeby zamiast wesela. "Co mam powiedzieć?"

Źródło:
Reuters, The Guardian

Plaże w Guardamar del Segura, na południowo-wschodnim wybrzeżu Hiszpanii, zostały tymczasowo zamknięte po tym, jak w wodach przybrzeżnych zauważono dwa jadowite morskie ślimaki, znane też jako niebieskie smoki. Mimo niewielkich rozmiarów mogą być niebezpieczne - kontakt z nimi może grozić bolesnymi poparzeniami skóry.

Niebieskie smoki przy popularnych plażach. Zakazano kąpieli

Niebieskie smoki przy popularnych plażach. Zakazano kąpieli

Źródło:
CNN, tvnmeteo.pl

Niedźwiedź włamał się do lodziarni w mieście South Lake Tahoe w Kalifornii. "Policjanci nie mogli uwierzyć własnym oczom, gdy zobaczyli dużego niedźwiedzia za ladą sklepu" - napisało w poście na Facebook biuro szeryfa hrabstwa El Dorado.

Niedźwiedź włamał się do lodziarni i stanął za ladą

Niedźwiedź włamał się do lodziarni i stanął za ladą

Źródło:
Reuters, The Independent, krcrtv.com

Co najmniej 15 osób zginęło, a wiele innych zostało rannych w wyniku potężnego osunięcia się ziemi na obrzeżach Konakry, stolicy Gwinei. Lawinę błotną spowodowały intensywne opady deszczu.

Lawina błotna zabiła co najmniej 15 osób

Lawina błotna zabiła co najmniej 15 osób

Źródło:
Reuters

Stanisław Soyka nie żyje. Wybitny polski artysta był zaangażowany w ochronę Puszczy Białowieskiej. Kilka lat temu nagrał teledysk w jej obronie.

"Nie ma drugiej takiej". Stanisław Soyka śpiewał dla Puszczy Białowieskiej

"Nie ma drugiej takiej". Stanisław Soyka śpiewał dla Puszczy Białowieskiej

Źródło:
Greenpeace, TVN24

Huragan Erin oddala się powoli od Wschodniego Wybrzeża Stanów Zjednoczonych, gdzie wywołał powodzie. Wysokie fale spowodowały, że zalane zostały wyspy w Karolinie Północnej. Pod wodą znalazły się też ulice w New Jersey.

Zalane drogi, ewakuacje, stan wyjątkowy

Zalane drogi, ewakuacje, stan wyjątkowy

Źródło:
CNN, BBC

Naukowcy za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba odkryli kolejny księżyc, który krąży wokół Urana. Jak donoszą badacze z NASA, tym samym do 29 zwiększyła się liczba znanych naturalnych satelitów tego lodowego giganta. 

Odkryto nowy księżyc Urana

Odkryto nowy księżyc Urana

Źródło:
NASA, CNN

93-latek z prefektury Akita na północy Japonii został znaleziony martwy przez żonę. Początkowo uznano go za ofiarę ataku niedźwiedzia. Po przeanalizowaniu ran na ciele ofiary aresztowano jednak syna mężczyzny - podaje stacja BBC.

Mężczyzna miał zginąć wskutek "ataku niedźwiedzia". Teraz aresztowano jego syna

Źródło:
BBC, tvn24.pl

Naukowcy zbadali intensywność, częstotliwość i czas trwania fal upałów w Afryce. Porównali do siebie dwa okresy, a wyniki, które otrzymali, są niepokojące.

Tak zmieniły się fale upałów w Afryce

Tak zmieniły się fale upałów w Afryce

Źródło:
PAP, uic.edu, Nature

Naukowcy zbadali, w jaki sposób gęsi wybierają swoich liderów. Badacze uważają, że mechanizm wyboru przywódców wśród ptaków może być wskazówką do analiz zachowań społecznych ludzi.

Jak gęsi wybierają swoich przywódców? Nowe badania

Jak gęsi wybierają swoich przywódców? Nowe badania

Źródło:
PAP

Ogień pochłonął wóz strażacki podczas akcji gaśniczej w północnej Portugalii. Strażak został ciężko ranny. To jeden z najgorszych sezonów pożarowych w historii kraju.

Wóz strażacki stanął w płomieniach. Nagranie

Wóz strażacki stanął w płomieniach. Nagranie

Źródło:
Reuters, PAP, CMTV