Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Dzięki tlenowi życie na Ziemi stało się możliwe, ale dotąd nie było jasne, jak dokładnie przebiegał proces oksygenacji (natlenowania) atmosfery. Profesor Ian Campell i dr Charlotte Allen z Narodowego Uniwersytetu Australijskiego sądzą, że odbyło się to w 6 lub siedmiu etapach, które zazębiały się z powstawaniem superkontynentów i erozją wypiętrzających się podczas zderzeń gór (Nature Geoscience). Po każdym takim zderzeniu następował skokowy wzrost stężenia O2. Najważniejszą rolę odgrywały zatem płyty tektoniczne.

Proces pompowania tlenu do atmosfery rozpoczął się 2,65 mld lat temu, a zakończył ok. 40 mln lat temu. Wg Australijczyków, kolizje płyt, które doprowadziły do uformowania się m.in. Nuny, Rodinii, Gondwany czy Pangei, skutkowały także wypiętrzaniem supergór. Wskutek ich błyskawicznego wietrzenia do oceanów dostawały się olbrzymie ilości składników odżywczych. To z kolei prowadziło do namnażania wytwarzających tlen glonów oraz cyjanobakterii (sinic). Doktor Allen zaznacza, że inni naukowcy wykazali już wcześniej, że erozja Himalajów zwiększa poziom O2 w atmosferze. Przeskalujmy Himalaje do rozmiarów superkontynentów, a otrzymamy współczesny odpowiednik tego, co jak sądzimy, zdarzyło się 7-krotnie w historii Ziemi.

Aby ustalić, czy naprawdę istniał związek między dwoma opisanymi zjawiskami, Campell i Allen datowali cyrkony, znalezione w osadach delt 40 rzek. Krystalizowały one, gdy skorupa ziemska roztapiała się podczas zderzenia, a potem zaczynała stygnąć. Podczas zestalania minerał absorbował uran, który z czasem rozkładał się do wtórnego ołowiu radiogenicznego. Określając stosunek uranu do ołowiu, można więc oszacować, kiedy powstały kryształy.

Dick Holland, geochemik z Uniwersytetu Harvarda, nie zgadza się jednak z teorią zaproponowaną przez Australijczyków. Podkreśla, że tzw. wielkiego natlenowania sprzed ok. 2,3 mld lat nie poprzedzało żadne zderzenie płyt tektonicznych.

Campell i Allen nie zamierzali badać związków między kolizjami a oksygenacją atmosfery. Pierwotnie chcieli się przyjrzeć wzorcom powstawania kontynentów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe ,że jakoś nikt chyba nie rozważa możliwości, ze atmosfera mogła być różnych rozmiarów w różnych czasach... :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe ,że jakoś nikt chyba nie rozważa możliwości, ze atmosfera mogła być różnych rozmiarów w różnych czasach... :)

 

i co to ma do rzeczy ?

pozatym czesc tego tlenu poszlo na powstanie wody, odzialywujac z wiatrem slonecznym.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest tymeknafali

Może tu zachodziło coś o charakterze zwrotnym. Tak jak w krasie, który emituje ogrom CO2 do atmosfery, tak mogło być i tu, tyle że rośliny zamieniły nadmiar CO2 który się wytworzył w O2.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zderzenia jąder ołowiu zachodzą w ekstremalnych warunkach fizycznych. Ich przebieg można opisać za pomocą modelu zakładającego, że przekształcająca się, ekstremalnie gorąca materia – plazma kwarkowo-gluonowa – płynie w postaci setek smug. Dotychczas „ogniste smugi” wydawały się konstrukcjami czysto teoretycznymi. Jednak najnowsza analiza zderzeń pojedynczych protonów wzmacnia tezę, że odpowiada im rzeczywiste zjawisko.
      W 2017 roku fizycy z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie przedstawili przemawiający do wyobraźni model zjawisk zachodzących w trakcie zderzeń jąder ołowiu przy wysokich energiach. W modelu założono, że powstająca w zderzeniach egzotyczna materia, plazma kwarkowo-gluonowa, oddala się od miejsca kolizji w formie licznych smug, rozciągniętych wzdłuż pierwotnego kierunku ruchu jąder. Smugi te powinny poruszać się tym szybciej, im bardziej są odległe od osi zderzenia. Obecnie badacze zastosowali model „smug ognistych” do znacznie prostszych zderzeń proton-proton. Gdy porównali swoje przewidywania z danymi zebranymi w eksperymentach w europejskim ośrodku badań jądrowych CERN, czekała ich nie lada niespodzianka.
      Jądra ołowiu zawierają ponad dwieście protonów i neutronów. Gdy dwa tak duże obiekty się zderzają, przy odpowiednio wielkich energiach powstaje płynna mieszanina kwarków i gluonów (cząstek w normalnych warunkach zlepiających kwarki w protony i neutrony). Plazma kwarkowogluonowa błyskawicznie ekspanduje i równocześnie się wychładza. W rezultacie istnieje tak krótko i w tak małym obszarze przestrzeni (o rozmiarach zaledwie setek milionowych części jednej miliardowej metra), że nie potrafimy jej bezpośrednio obserwować. Na dodatek interakcje między cząstkami plazmy są zdominowane przez oddziaływania silne i są tak skomplikowane, że z ich opisem współczesna fizyka po prostu sobie nie radzi. Ślady plazmy kwarkowo-gluonowej widać tylko pośrednio, w cząstkach wybiegających z miejsca zderzenia. Teoria przewiduje bowiem, że jeśli plazma kwarkowo-gluonowa rzeczywiście się wytworzyła, detektory powinny rejestrować wyraźnie większą liczbę cząstek dziwnych (a więc takich, które zawierają kwarki dziwne s).
      Zderzenia proton-proton w akceleratorach w CERN produkują mało cząstek dziwnych. Powszechnie przyjmuje się więc, że w ich trakcie plazma kwarkowo-gluonowa nie powstaje. Uwzględniliśmy ten fakt w naszym modelu smug ognistych, po czym skonfrontowaliśmy jego przewidywania z danymi z eksperymentu NA49 na akceleratorze SPS. Zgodność była zdumiewająco dobra. Można więc powiedzieć, że teraz 'zobaczyliśmy' smugę ognistą w jakościowo innych warunkach fizycznych, tam, gdzie w ogóle się jej nie spodziewaliśmy!, tłumaczy dr hab. Andrzej Rybicki (IFJ PAN), jeden z autorów publikacji w czasopiśmie Physical Review C.
      Kolizję dwóch jąder ołowiu musieliśmy modelować jako złożenie kilkuset smug. W takich warunkach trudno powiedzieć cokolwiek o własnościach pojedynczej smugi. Jednak gdy z modelu wyekstrahowaliśmy rozkład pospieszności, czyli relatywistycznej prędkości cząstek produkowanych przez pojedynczą smugę, okazało się, że jej kształt bardzo dobrze opisuje prawdziwe dane z pomiarów produkcji cząstek w zderzeniach proton-proton!, precyzuje mgr Mirek Kiełbowicz, doktorant IFJ PAN.
      Aby wykresy, otrzymane za pomocą modelu smug ognistych zbudowanego dla zderzeń jąder ołowiu, zgadzały się z danymi eksperymentalnymi dla zderzeń proton-proton, należało je przeskalować o czynnik 0,748. Krakowscy badacze wykazali, że parametr ten nie jest swobodny. Pojawia się on po uwzględnieniu w bilansie energetycznym zmian związanych z różną produkcją cząstek dziwnych i można go odtworzyć z danych eksperymentalnych. Był to kolejny silny argument wzmacniający fizyczną poprawność modelu.
      Pracuję nad modelem smug ognistych w ramach mojej pracy magisterskiej, więc nie zdziwiło mnie, że opisuje on dane ze zderzeń jądro-jądro w sporym zakresie energii. Kiedy jednak zobaczyłem, że wyekstrahowana przez nas funkcja fragmentacji tak dobrze zgadza się z danymi ze zderzeń proton-proton, trudno było ukryć zaskoczenie, wspomina Łukasz Rozpłochowski, student Uniwersytetu Jagiellońskiego współpracujący z grupą z IFJ PAN.
      Materia powstająca w zderzeniach proton-proton, chłodniejsza i jakościowo inna niż plazma kwarkowo-gluonowa, wydaje się więc zachowywać jak pojedyncza ognista smuga. Jej pewne własności – takie jak prędkości emitowanych cząstek czy sposoby ich rozpadów – z jakiegoś powodu są zdumiewająco podobne do własności ognistych smug plazmy kwarkowo-gluonowej. A ponieważ plazma kwarkowo-gluonowa tworzy się przy większych energiach i w zderzeniach obiektów kwantowych o dużej złożoności, uprawnione staje się stwierdzenie, że to ona dziedziczy niektóre cechy materii formującej ogniste smugi w zderzeniach proton-proton.
      Gdy opisywaliśmy zderzenia jądro-jądro, ogniste smugi były dla nas jedynie pewnymi abstrakcyjnymi konstrukcjami, czymś czysto teoretycznym. Nie wnikaliśmy w ich fizyczną naturę, w to, czym mogą być w rzeczywistości. Przeżyliśmy prawdziwy wstrząs, gdy zestawiając dane eksperymentalne z naszym modelem odkryliśmy, że to, co powstaje w zderzeniach proton-proton, zachowuje się dokładnie tak jak nasza pojedyncza ognista smuga, podsumowuje dr Rybicki.
      Wyniki najnowszej analizy, przeprowadzonej przez krakowskich fizyków w ramach grantu SONATA BIS nr 2014/14/E/ST2/00018 Narodowego Centrum Nauki, wzmacniają zatem przypuszczenie, że ognistym smugom, wedle teorii formującym się w zderzeniach proton-proton i jądro-jądro, odpowiadają rzeczywiste procesy fizyczne zachodzące w przepływach ekstremalnie gorącej materii kwantowej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed 2,5 miliardami lat, zanim w atmosferze Ziemi pojawił się tlen, jej skład wielokrotnie się zmieniał, przechodząc pomiędzy stanem atmosfery bogatej w węglowodory i pozbawionej tych związków.
      Zdaniem uczonych z Newcastle University, taka huśtawka składu jest podobna do procesów zachodzących obecnie na Tytanie, księżycu Saturna, a jej przyczyną była działalność mikroorganizmów.
      Używane dotychczas modele wskazywały, że wczesna atmosfera Ziemi mogła zostać ogrzana przez rodzaj organicznej mgły. Przeprowadziliśmy geochemiczne analizy osadów, które dowiodły istnienia takiego zjawiska. Jednak zamiast długotrwałego ‚mglistego’ okresu znaleźliśmy sygnały wskazujące, że dochodziło raczej do huśtawki zmian w składzie, spowodowanej działalnością mikroorganizmów - mówi doktor Aubrey Zerkle. To daje nam wgląd we wczesną atmosferę Ziemi, jeszcze sprzed okresu wzbogacenia jej w tlen, i pokazuje, jak ważną rolę odgrywał wówczas metan - dodaje.
      Naukowcy przeanalizowali liczące sobie 2,65-2,5 miliarda lat osady z południa Afryki. Znaleźli dowody, że mikroorganizmy żyjące w oceanach produkowały tlen, jednak izotopy węgla i siarki wskazują, iż niewiele z tego tlenu przedostawało się do atmosfery.
      Z badań wynika również, że ciągłe wahania składu skończyły się, gdy do atmosfery przedostała się wystarczająca ilość tlenu.
      Najbardziej zdumiewającym odkryciem jest fakt, że te zmiany były nieciągłe. Atmosfera przechodziła od jednego stabilnego stanu, w drugi stan stabilny. To przypomina procesy klimatyczne, które zachodzą obecnie, i pokazuje, jak bardzo delikatna równowaga może istnieć pomiędzy różnymi stanami atmosfery - dodaje współautor badań, doktor James Farquhar z University of Maryland.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Opadające krople deszczu trą o powietrze, przez co energia kinetyczna zarówno kropli jak i powietrza zamieniana jest w energię cieplną i zostaje rozproszona. Grupa matematyków policzyła ilość rozpraszanej w ten sposób energii i ze zdumieniem odkryła, że opady deszczu mogą być bardzo istotnym składnikiem ogólnego bilansu energetycznego atmosfery.
      Matematycy Olivier Pauluis z New York University oraz Juliana Dias z Narodowej Administracji Oceanów i Atmosfery (NOAA) wykorzystali dane uzyskane przez program Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM). Z ich obliczeń wynika, że pomiędzy 30. stopniem szerokości północnej a 30. stopniem szerokości południowej, rozproszenie energii wskutek tarcia kropli deszczu o powietrze średnio 1,8 wata na metr kwadratowy. Spadające krople wody i kryształki lodu stanowią minimalną część masy atmosfery, jednak, jak się okazuje, prowadzą do rozproszenia olbrzymich ilości energii.
      Specjaliści przewidują, że w miarę jak klimat będzie się ocieplał, opady staną się bardziej intensywne. Co więcej krople będą miały dłuższą drogę do przebycia, gdyż para wodna będzie kondensowała na większych wysokościach. Pauluis uważa, że na każdy stopień wzrostu temperatury ilość rozpraszanej energii wzrośnie o kilka procent. Wyliczenia te są zgodne z wcześniejszymi modelami klimatycznymi. Spodziewamy się, że wraz ze wzrostem temperatury wielkoskalowe cyrkulacje powietrza w tropikach, takie jak komórka Hadleya czy komórka Walkera osłabną - mówią uczeni. Można zatem spodziewać się osłabnięcia pasatów, które są częścią obu komórek.
      Nie osłabną za to huragany. Są one bowiem zależne nie od energii zgromadzonej w atmosferze a od temperatury powierzchni oceanów. Eksperci zapowiadają wzrost siły tych wiatrów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ponad 3 tys. lat temu w Afryce Środkowej zniknęły duże połacie lasu deszczowego, który został zastąpiony sawannami. Do tej pory zakładano, że powodem była zmiana klimatu, jednak najnowsze badania pokazały, że zaobserwowanych przekształceń nie da się wyjaśnić wyłącznie w ten sposób. Tym, co mogło wspomóc działanie klimatu, była działalność człowieka.
      Zespół Germaina Bayona z Francuskiego Instytutu Badania Morza w Plouzané analizował rdzenie osadów dennych z ostatnich 40 tys. lat z ujścia rzeki Kongo. Poszukiwano markerów geochemicznych, w tym wodoru wskazującego na poziom opadów, potasu i glinu.
      Rdzenie ujawniły, że nasilone wietrzenie chemiczne rozpoczęło się ok. 1500 r. p.n.e., co pokrywa się z pojawieniem się na tym terenie ludów Bantu. Wietrzenie chemiczne w próbkach z wcześniejszych okresów odpowiadały zmianom w opadach, jednak po 1000 r. p.n.e. już tak nie było.
      Wietrzenie chemiczne może być wywołane naturalnie przez opady deszczu i erozję, ale przyspiesza je też wycinka drzew oraz intensywny rozwój rolnictwa. Ponieważ ok. 3000 lat temu zrobiło się bardziej sucho, naukowcy spodziewali się ograniczenia wietrzenia, a nie wzrostu, który ujrzeli w rdzeniach. Bayon sugeruje, że Bantu intensywnie ścinali drzewa, by zrobić miejsce pod pola i dymarki do wytopu żelaza. Przekształcając wzorce erozji gleby, wspomogli zmianę klimatu. Naukowcy nie umieją ustalić, w jakim dokładnie stopniu działalność ludzi odpowiadała za zastąpienie lasu deszczowego sawanną, ale biorąc pod uwagę osady, sądzą, że w znacznym.
      Wg Francuzów, uzyskane wyniki pomogą zinterpretować procesy zachodzące w dzisiejszych lasach deszczowych, np. w Amazonii, gdzie w pierwszej dekadzie XXI w. odnotowano dwie susze.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) alarmuje, że w 2010 roku pobity został niechlubny rekord emisji gazów cieplarnianych do atmosfery.
      Wkład człowieka w emisję gazów cieplarnianych po raz kolejny od czasów przedindustrialnych osiągnął rekordowy poziom - powiedział Sekretarz Generalny WMO, Michel Jarraud. Jeśli nawet natychmiast powstrzymalibyśmy się od produkcji gazów cieplarnianych, na co się nie zanosi, to i tak pozostaną one w atmosferze przez dziesiątki lat i będą naruszały delikatną równowagę - dodał.
      Najważniejszym gazem cieplarnianym, bo stanowiącym aż 80% zwiększonej emisji, jest dwutlenek węgla, a ludzka aktywność jest jego ważnym źródłem. Drugim pod względem emisji jest metan, którego poziom rośnie od pięciu lat. W latach 2000-2006 z nieznanych dotąd przyczyn emisja metanu znajdowała się na stałym poziomie. Trzecim najczęściej emitowanym gazem jest tlenek azotu, którego wpływ na ocieplanie klimatu jest aż 300-krotnie silniejszy niż dwutlenku węgla. Jego głównym źródłem pochodzącym od człowieka są nawozy sztuczne.
      W porównaniu z rokiem 2009 ilość gazów cieplarnianych w atmosferze zwiększyła się o 1,4%. Od roku 1990 jest to wzrost o 29%.
      Pomiędzy rokiem 2009 a 2010 ilość CO2 zwiększyła się o 2,3 części na milion. To więcej niż średnia z lat 90. ubiegłego wieku (1,5 ppm) oraz niż średnia z ostatniej dekady (2,0 ppm).
      Dane wskazują, że emisja gazów cieplarnianych ciągle rośnie, a deklarowane przez rządy wielu państw działania nie zdają egzaminu.
×
×
  • Create New...