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

IMGW ostrzega przed silnym wiatrem. W weekend miejscami mogą obowiązywać ostrzeżenia drugiego stopnia przed silnym wiatrem, a alarmy mają rozszerzać się na kolejne regiony. Sprawdź, kiedy zachować szczególną ostrożność.

Uwaga na silny wiatr. W prognozach pomarańczowe ostrzeżenia

Uwaga na silny wiatr. W prognozach pomarańczowe ostrzeżenia

Źródło:
tvnmeteo.pl, IMGW

Księżycowe halo pojawiło się na niebie nad Zakopanem w nocy z piątku na sobotę. Zjawisko to uznawane bywa za zwiastun pogorszenia pogody. Materiał otrzymaliśmy na Kontakt24.

Aureola dookoła Księżyca. Co zwiastuje w pogodzie?

Aureola dookoła Księżyca. Co zwiastuje w pogodzie?

Źródło:
Kontakt24, tvnmeteo.pl

Rok 2025 zapowiada się jako jeden z najgorętszych w południowej Afryce, gdzie lada dzień rozpocznie się lato. W RPA meteorologów niepokoją późnowiosenne fale gorąca, które od tygodni nawiedzają większość kraju. ONZ ostrzegł, że upalne warunki stanowią poważne zagrożenie dla i tak słabego bezpieczeństwa żywnościowego na kontynencie.

46 stopni wiosną, fale upałów jedna po drugiej. Ma być jeszcze gorzej

46 stopni wiosną, fale upałów jedna po drugiej. Ma być jeszcze gorzej

Źródło:
PAP, Daily Maverick

Samolot musiał lądować awaryjnie krótko po starcie z Nowego Jorku. Przyczyną problemów technicznych był prawdopodobnie ptak, który wleciał prosto w silnik maszyny, poważnie go uszkadzając. Jednemu z pasażerów udało się uchwycić moment uderzenia na nagraniu.

Ptak w silniku, samolot lądował awaryjnie. Nagranie

Ptak w silniku, samolot lądował awaryjnie. Nagranie

Źródło:
ABC News, Washington Times

Odchody morskich żyjątek mogą pomóc w walce ze zmianami klimatu. Naukowcy opracowali metodę, która wykorzystuje metabolizm oceanicznego zooplanktonu, by usunąć wolny węgiel z wód. Jak wyjaśnili, polega ona na przyspieszeniu naturalnych procesów zachodzących w wodach.

Do walki ze zmianami klimatu wykorzystali... mikroskopijne odchody

Do walki ze zmianami klimatu wykorzystali... mikroskopijne odchody

Źródło:
Dartmouth College, NASA

Pogoda na dziś - sobota, 14.12. Dzień przyniesie pogorszenie aury. Pojawią się opady śniegu przechodzącego w deszcz. Zacznie wiać porywisty wiatr, największą prędkość osiągnie w górach i nad morzem.

Pogoda na dziś - sobota 14.12. Aura zacznie się psuć

Pogoda na dziś - sobota 14.12. Aura zacznie się psuć

Źródło:
tvnmeteo.pl

W kolejnych dniach pogoda będzie dynamiczna. W weekend pojawią się opady śniegu, które zamienią się w deszcz. Na drogach zrobi się niebezpiecznie ślisko. Wraz z nowym tygodniem nasili się wiatr, który miejscami w porywach może osiągać prędkość do 100 kilometrów na godzinę. Opady deszczu będą dość intensywne.

Pogoda na 5 dni. Od śniegu po ulewy. Będzie się działo

Pogoda na 5 dni. Od śniegu po ulewy. Będzie się działo

Źródło:
tvnmeteo.pl

Skrajnie trudne warunki panowały na drogach w stanie Michigan po opadach śniegu. Na jednej z autostrad rozpędzona ciężarówka uderzyła z dużą siłą w zaparkowany samochód strażacki. Zdarzenie zostało zarejestrowane na nagraniu.

Ciężarówka uderza z impetem w wóz strażacki. Nagranie

Ciężarówka uderza z impetem w wóz strażacki. Nagranie

Źródło:
WNDU, FOX News

Lato w Australii rozpoczęło się z przytupem. W kolejnych dniach w wielu regionach kraju zrobi się upalnie, a miejscami temperatura może przekroczyć 45 stopni Celsjusza. Jak zapowiadają meteorolodzy, także noce będą ciężkie do wytrzymania.

48 stopni w dzień, 27 w nocy. Czeka ich "wybuch gorąca"

48 stopni w dzień, 27 w nocy. Czeka ich "wybuch gorąca"

Źródło:
7news.com.au, BOM

Teleskop Hubble'a osiągnął to, czego jeszcze żadne urządzenie do tej pory nie dokonało. Naukowcy bliżej niż kiedykolwiek przyjrzeli się kwazarowi oddalonemu od nas aż o 2,5 miliarda lat świetlnych. Ten niezwykle jasny obiekt, odkryty w latach 60. ubiegłego wieku, wciąż pozostaje zagadką.

"Dziwne rzeczy" na zdjęciach z kosmosu

"Dziwne rzeczy" na zdjęciach z kosmosu

Źródło:
livescience.com, NASA, tvnmeteo.pl

Lokalne społeczności żyjące w pobliżu Andów w Ameryce Południowej połączyła chęć odbudowania rosnącego wysoko w górach lasu. Dom dla wielu unikalnych gatunków zwierząt doświadczył potężnych strat wynikających z działalności człowieka. Ratunku lokalnemu ekosystemowi postanowili udzielić rdzenni mieszkańcy, którzy co roku sadzą tam setki tysięcy drzew.

"Moim marzeniem było zasadzenie milionów drzew i nie zamierzam zrobić tego sam"

"Moim marzeniem było zasadzenie milionów drzew i nie zamierzam zrobić tego sam"

Źródło:
CNN

Mucha śrubowa, groźny pasożyt składający jaja w otwartych ranach, rozprzestrzenia się po Ameryce Środkowej. W listopadzie poinformowano o jego ponownym wykryciu w Meksyku, a inwazji obawiają się Stany Zjednoczone.

Obawy przed muchą zjadającą ciało. Rośnie liczba przypadków

Obawy przed muchą zjadającą ciało. Rośnie liczba przypadków

Źródło:
livescience.com, aphis.usda.gov

Domy i samochody na północnym wschodzie USA kolejny raz w tym miesiącu znalazły się pod grubą warstwą śniegu. W kilku hrabstwach w stanie Nowy Jork został wprowadzony stan wyjątkowy.

"Śnieg pada tak mocno, że nie widać, gdzie jest droga"

"Śnieg pada tak mocno, że nie widać, gdzie jest droga"

Źródło:
Reuters, foxweather.com, tvnmeteo.pl

20 wychłodzonych żółwi pokonało tysiące kilometrów, by przybyć do ośrodka rehabilitacyjnego na Florydzie. Zwierzęta zostały znalezione w stanie hipotermii, teraz pod okiem specjalistów przechodzą badania i wracają do zdrowia.

Uratowano żółwie, które doznały hipotermii

Uratowano żółwie, które doznały hipotermii

Źródło:
CNN, tvnmeteo.pl

W piwnicy sklepu jubilersko-artystycznego w Atenach znaleziono zabytki pochodzące nawet z VII wieku p.n.e. Władze twierdzą, że wiele z nich zostało pozyskanych nielegalnie.

Piwnica za zamaskowanymi drzwiami, a w niej ponad 100 starożytnych skarbów

Piwnica za zamaskowanymi drzwiami, a w niej ponad 100 starożytnych skarbów

Źródło:
PAP, greekreporter.com

Jaka pogoda będzie w Boże Narodzenie? Im bliżej świąt, tym częściej synoptycy zaglądają w wyliczenia modeli meteorologicznych. Z najnowszych prognoz wynika, że zima ze śniegiem przyjdzie, ale dopiero na sylwestra i Nowy Rok.

Wir polarny może sprawić, że w sylwestra i Nowy Rok spadnie śnieg

Wir polarny może sprawić, że w sylwestra i Nowy Rok spadnie śnieg

Źródło:
tvnmeteo.pl

Babiogórski Park Narodowy poinformował, że Perć Akademików, szlak żółty prowadzący od Górnego Płaju na Babią Górę, od piątku będzie zamknięty do odwołania. Powodem są trudne warunki atmosferyczne.

Zamknięto najtrudniejszy szlak w Beskidach

Zamknięto najtrudniejszy szlak w Beskidach

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Zdjęcie wiewiórki "uwięzionej" w dziupli wygrało dziesiątą edycję międzynarodowego konkursu Comedy Wildlife Photo Award. O główną nagrodę walczyło aż dziewięć tysięcy fotografii.

Na widok tej wiewiórki wybuchniecie gromkim śmiechem

Na widok tej wiewiórki wybuchniecie gromkim śmiechem

Źródło:
CNN, CWPA

Ingenuity to statek powietrzny, któremu udało się wykonać pierwszy lot na planecie innej niż Ziemia. W styczniu 2024 roku wiropłat rozbił się na Marsie. Maszyna nie stanie się jednak kolejnym kosmicznym śmieciem - naukowcy z NASA mają dla niej nowe zadanie.

Rozbił się na Marsie, ale NASA ma dla niego nowe zadanie

Rozbił się na Marsie, ale NASA ma dla niego nowe zadanie

Źródło:
space.com, NASA

Mieszkańcy północnego stanu Chihuahua w Meksyku zmagają się ze skutkami pierwszych mrozów w tym sezonie. W kilku miastach regionu termometry pokazały wartości poniżej zera, a drogi skuł lód.

Mróz ścisnął w Meksyku

Mróz ścisnął w Meksyku

Źródło:
ENEX, El Diario, Weather Channel

Liczba odnotowanych przypadków malarii rośnie nieprzerwanie od pięciu lat - wynika z najnowszego raportu Światowej Organizacji Zdrowia, który dotyczył 2023 roku. Tylko w tym okresie choroba roznoszona przez komary zabiła 600 tysięcy osób. WHO zwraca uwagę na wzrastające problemy związane z coraz powszechniejszą opornością na leki oraz zmianami klimatycznymi, które utrudniają kontrolowanie ognisk zakażeń.

Zakażeń przybywa z każdym rokiem. WHO podała dane

Zakażeń przybywa z każdym rokiem. WHO podała dane

Źródło:
The Guardian, WHO

Mieszkańcy wschodnich Stanów Zjednoczonych zmagają się z ulewami i silnym wiatrem. Kilkadziesiąt tysięcy domów zostało pozbawionych prądu. Wiatr połamał drzewa, a synoptycy ostrzegają też przed zalaniami i podtopieniami.

Rzeka atmosferyczna niesie wichury i ulewy

Rzeka atmosferyczna niesie wichury i ulewy

Źródło:
CNN, tvnmeteo.pl

Naukowcy badający delfiny z Zatoki Meksykańskiej znaleźli w organizmach tych ssaków fentanyl - opioidowy lek przeciwbólowy 100 razy silniejszy niż morfina. Badacze zwracają uwagę na to, jaki negatywny wpływ może mieć obecność tego typu specyfików w ekosystemach.

Znaleźli fentanyl w ciałach delfinów

Znaleźli fentanyl w ciałach delfinów

Źródło:
Texas A&M University-Corpus Christi

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej opublikował długoterminową eksperymentalną prognozę na kolejne cztery miesiące. Sprawdź, jaka pogoda czeka nas podczas zimy 2024/2025 i wczesną wiosną.

Czy zima będzie zimna? Długoterminowa prognoza IMGW

Czy zima będzie zimna? Długoterminowa prognoza IMGW

Źródło:
IMGW

W najbliższych dniach warto wpatrywać się w niebo. W nocy z piątku na sobotę nastąpi maksimum roju Geminidów. W obserwacjach może nam jednak przeszkadzać jasno świecący Księżyc w pełni.

To przedostatnia taka okazja w tym roku

To przedostatnia taka okazja w tym roku

Źródło:
space.com, tvnmeteo.pl

Turyści znów z bliska mogą podziwiać słynny wodospad Iguazu w Brazylii. Z powodu ostatnich ulew i wyjątkowo wysokiego przepływu kładkę nad wodospadem trzeba było zamknąć.

"Pierwszy raz widzieliśmy tyle wody. To było zaskakujące"

"Pierwszy raz widzieliśmy tyle wody. To było zaskakujące"

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

Aktywność słoneczna utrudnia pracę... rolnikom. Jest to związane z oddziaływaniem burz geomagnetycznych na systemy GPS. W sytuacjach gdy do burzy na Słońcu dochodzi w sezonie siewów lub zbiorów, praca na roli może zostać przerwana nawet na kilka dni.

"Nasze ciągniki zachowywały się jak opętane przez demona"

"Nasze ciągniki zachowywały się jak opętane przez demona"

Źródło:
space.com, tvnmeteo.pl

Nieznany nauce gatunek skorupiaka został odkryty u wybrzeży Chile. To pierwsze tak duże zwierzę, jakie znaleziono w tym miejscu - żyje ono w Rowie Atakamskim na głębokości prawie 8000 metrów. Dulcibella camanchaca jest także prawdziwym gigantem wśród swoich najbliższych kuzynów.

Z oceanu wyłowiono dużego drapieżnika. Poluje w całkowitej ciemności

Z oceanu wyłowiono dużego drapieżnika. Poluje w całkowitej ciemności

Źródło:
Instituto Milenio de Oceanografía, Woods Hole Oceanographic Institution

10 osób cierpiących od października na tajemniczą chorobę w Demokratycznej Republice Konga uzyskało pozytywny wynik testu na malarię - poinformowała Światowa Organizacja Zdrowia. Jak zaznaczono, objawy, na które skarżą się pacjenci, głównie dzieci, mogą świadczyć o tym, że cierpią na więcej niż jedną chorobę.

Zmarło ponad sto osób. "Możliwe, że w grę wchodzi więcej niż jedna choroba"

Zmarło ponad sto osób. "Możliwe, że w grę wchodzi więcej niż jedna choroba"

Źródło:
The Guardian, Reuters, tvnmeteo.pl