Bagaimana rupa atmosfera 1.4 bilion tahun yang lalu?

Kantung bendalir terperangkap di dalam kristal. Foto: Justin Park .

Para penyelidik menganalisis gas dan cecair yang terperangkap di dalam kristal halit di Kanada yang berusia 1.4 bilion tahun. Eksperimen ini mendedahkan komposisi atmosfera Bumi ratusan juta tahun sebelum dinosaur muncul.

Para penulis telah membentangkan satu kajian yang diterbitkan bulan lalu di PNAS yang menunjukkan bahawa tahap oksigen planet ini adalah lebih tinggi daripada yang dijangkakan pada masa itu. Morgan Schaller, dari Institut Politeknik Rensselaer (RPI) dan pengarang bersama kajian itu, berkata pengukuran karbon dioksida yang mereka ambil tidak pernah berlaku sebelum ini.

"Kita tidak pernah dapat melihat kembali tempoh ini dalam sejarah Bumi dengan begitu tepat. Ini adalah sampel atmosfera yang benar-benar purba," katanya.

Lebih satu bilion tahun yang lalu, sebuah tasik di tempat yang kini dikenali sebagai Ontario, Kanada, telah tersejat. Dalam proses itu, sebahagian daripada air masin pekat yang terbentuk terperangkap di dalam kristal halit, bersama-sama dengan gelembung udara, menghasilkan rekod komposisi atmosfera awal Bumi yang sangat tepat.

Walau bagaimanapun, pengekstrakan data yang tepat daripada poket cecair ini, yang mengandungi udara dan air masin, merupakan satu cabaran utama. Ini kerana sesetengah gas, termasuk oksigen dan karbon dioksida (CO2), bertindak secara berbeza bergantung pada sama ada ia berada di dalam air atau udara. Oleh itu, pengukuran gas secara tepat dalam keadaan asalnya masih sangat sukar.

Pasukan penyelidikan menyelesaikan masalah ini menggunakan kaedah yang sebelum ini dibangunkan oleh Justin Park, seorang pelajar siswazah di RPI dan penulis utama. Mereka mendapati bahawa semasa era Mesoproterozoik (1-1.6 bilion tahun yang lalu), atmosfera Bumi mengandungi 10 kali lebih banyak karbon dioksida berbanding hari ini.

Kepekatan yang tinggi ini membantu mengekalkan iklim yang agak serupa dengan hari ini, walaupun matahari jauh lebih lemah pada masa itu. Kepekatan ini, digabungkan dengan anggaran suhu berdasarkan data garam, menunjukkan bahawa iklim Mesoproterozoik adalah lebih sederhana daripada yang diandaikan oleh saintis sebelum ini.

Atmosfera pada masa itu hanya mengandungi 3.7% oksigen yang terdapat pada hari ini, masih jauh lebih tinggi berbanding apa yang diandaikan sebelum ini. Pada masa itu, kehidupan di Bumi didominasi oleh bakteria, dan alga merah baru mula muncul. Walau bagaimanapun, tahap oksigen ini secara teorinya mencukupi untuk mengekalkan bentuk kehidupan yang kompleks, seperti haiwan dan tumbuhan, yang tidak akan benar-benar muncul sehingga kira-kira 800 juta tahun kemudian.

Untuk menjelaskan mengapa kehidupan muncul begitu perlahan, Park berkata pengukuran ini hanya mencerminkan momen yang sangat singkat dalam apa yang disebut oleh ahli geologi sebagai "bilion yang membosankan." Ini adalah era yang dicirikan oleh tahap oksigen yang rendah, keadaan atmosfera dan geologi yang stabil, dan perubahan evolusi yang sangat sedikit.

Alga merah secara sejarahnya menghasilkan sejumlah besar oksigen untuk Bumi. Saintis membuat spekulasi bahawa tahap oksigen yang tinggi secara tidak dijangka pada masa itu adalah disebabkan oleh peningkatan bilangan dan kerumitan alga.

Sebaliknya, anggaran sebelumnya, berdasarkan data tidak langsung, mencadangkan bahawa kepekatan CO₂ adalah lebih rendah pada masa itu. Ini bercanggah dengan bukti lain, yang menunjukkan bahawa era Mesoproterozoik tidak mempunyai zaman ais yang besar.

"Walaupun namanya mungkin kedengaran membosankan, mempunyai data pemerhatian langsung dari zaman ini adalah penting kerana ia membantu kita lebih memahami bagaimana bentuk kehidupan yang kompleks berkembang di Bumi, serta bagaimana atmosfera berkembang menjadi seperti sekarang," Park menyimpulkan.

Sumber: https://znews.vn/khong-khi-1-4-ty-nam-truoc-co-gi-post1617861.html