Ученые нашли причину снижения уровня кислорода в атмосфере Земли
Причину снижения уровня кислорода в атмосфере, происходящего уже 800 тысяч лет, выяснили ученые в новом исследовании, опубликованном 15 декабря в журнале Science Advances.
По неизвестной причине уровень кислорода в атмосфере Земли снижался по меньшей мере 800 000 лет, и анализ пузырьков воздуха, сохранившихся в антарктическом льду в течение 1,5 миллиона лет, выявил вероятного подозреваемого.
«Мы знаем, что уровень кислорода в атмосфере начал немного снижаться в позднем плейстоцене, и, похоже, ледники могут иметь к этому какое-то отношение, — сказал Ючжэнь Янь из Университета Райса. — Оледенение стало более обширным и интенсивным примерно в то же время, и простой факт, что происходит измельчение ледников, увеличивает выветривание».
Выветривание относится к физическим и химическим процессам, которые разрушают горные породы и минералы, и окисление металлов является одним из наиболее важных. Примером может служить ржавление железа. Красноватый оксид железа быстро образуется на железных поверхностях, подверженных воздействию атмосферного кислорода, или O2.
«Когда вы подвергаете свежие кристаллические поверхности из осадочного резервуара воздействию O2, вы получаете выветривание, которое потребляет кислород», — сказал Янь.
Еще один способ, которым ледники могли бы способствовать потреблению атмосферного кислорода, — это обнажить органический углерод, который был погребен в течение миллионов лет, добавил Янь.
Ученые провели исследования в лабораториях, в которых использовались пузырьки воздуха в ледяных кернах. Их результаты показали, что доля кислорода в атмосфере Земли снизилась примерно на 0,2% за последние 800 000 лет.
В дальнейшем они проанализировали пузырьки в старых ледяных кернах, чтобы показать, что падение O2 началось после того, как продолжительность ледниковых циклов Земли увеличилась более чем вдвое около 1 миллиона лет назад.
Ледниковый период, в котором сегодня находится Земля, начался около 2,7 млн лет назад. Последовали десятки ледниковых циклов. В каждом из них ледяные шапки попеременно росли, покрывая до трети планеты, а затем отступали к полюсам. Каждый цикл длился около 40 000 лет до примерно 1 млн лет назад. Примерно в то же время, когда содержание кислорода в атмосфере начало снижаться, начались ледниковые циклы продолжительностью около 100 000 лет.
«Причина снижения в том, что скорость производства O2 ниже, чем скорость потребления O2, — сказал Янь. — Это то, что мы называем источником и стоком. Источник — это то, что производит O2, а приемник — это то, что потребляет или поглощает O2. В исследовании мы интерпретируем снижение как более сильное воздействие на O2, что означает, что потребляется больше».
