Эксперимент рассказал о составе атмосферы Земли 4,5 миллиарда лет назад

Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Известно, что сразу после своего формирования, около 4,5 миллиарда лет назад, Земля напоминала ад: поверхность планеты была полностью покрыта магмой и бесчисленными вулканами, извергающими лаву и газ. А вот с атмосферой молодой Земли далеко не все так однозначно — среди прочего понятно лишь то, что она обменивалась газами с магмой.

Международная группа ученых решила пролить свет на этот вопрос и создала в лаборатории искусственную магму. Для этого исследователи смешали порошок, состав которого был идентичен составу расплавленной мантии, а затем нагрели его до температуры около двух тысяч градусов. Ученые подчеркивают, что это оказалось непросто и потребовало новейших технических достижений — специальной печи, нагрев которой производили при помощи лазера. Такая установка должна была обеспечить и анализ взаимодействия газов с магмой, которые ученые «запускали» вокруг последней.

Газы имели разный состав, и при взаимодействии с каждым из них немного менялся состав и самой магмы. Различия искали в том, как окисляется в ней железо. Затем получившиеся результаты сравнили с настоящими породами, которые сегодня составляют земную мантию, — перидотитами. Дело в том, что окисление в них до сих пор остается под влиянием той первозданной атмосферы, которая была у молодой Земли.

Сравнив свои результаты с настоящими породами, ученые смогли определить, что после охлаждения магмы наша планета имела слегка окисленную атмосферу, в которой главным компонентом был углекислый газ. В ней также присутствовали азот и небольшая примесь воды. Почти в 100 раз больше, чем сегодня, было и давление на поверхности, а атмосфера была куда более горячей.

Таким образом, пришли к выводу исследователи, атмосфера молодой Земли оказалась схожа с той, что существует сегодня на Венере. То есть на обеих планетах были похожие условия, но последняя впоследствии потеряла воду из-за близкого нахождения к Солнцу. Земля же накапливала ее в виде океанов, которые поглощали углекислый газ, снижая его уровень в атмосфере.

Кроме прочего, исследование показало, что в молодой атмосфере не было в достаточном количестве определенных газов (например, аммиака и метана). Следовательно, знаменитый эксперимент Миллера — Юри, демонстрирующий зарождение жизни при взаимодействии электричества молний с этими газами, было бы трудно реализовать.