บรรยากาศเมื่อ 1.4 พันล้านปีก่อนเป็นอย่างไร?

หลังจากการวิเคราะห์ นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อ 1.4 พันล้านปีก่อนมีมากกว่าปัจจุบันถึง 10 เท่า ในขณะที่ความหนาแน่นของออกซิเจนมีเพียง 3.7% ของปัจจุบัน

ถุงของเหลวถูกกักอยู่ภายในผลึก ภาพถ่าย: จัสติน พาร์ ค

นักวิจัยได้วิเคราะห์ก๊าซและของเหลวที่ถูกกักอยู่ภายในผลึกเกลือแฮไลต์ในแคนาดา ซึ่งมีอายุย้อนหลังไปถึง 1.4 พันล้านปี การทดลองนี้เผยให้เห็นองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลกหลายร้อยล้านปีก่อนที่ไดโนเสาร์จะปรากฏตัว

ผู้เขียนได้นำเสนอผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร PNAS เมื่อเดือนที่แล้ว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระดับออกซิเจนบนโลกสูงกว่าที่คาดการณ์ไว้ในขณะนั้น มอร์แกน ชาลเลอร์ จากสถาบันเทคโนโลยีเรนส์เซลเลอร์ (RPI) และผู้ร่วมเขียนการศึกษาดังกล่าว กล่าวว่า การวัดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่พวกเขาดำเนินการนั้นเป็นสิ่งที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน

"เราไม่เคยสามารถมองย้อนกลับไปในช่วงเวลานี้ในประวัติศาสตร์ของโลกได้อย่างแม่นยำเช่นนี้มาก่อน นี่คือตัวอย่างบรรยากาศโบราณอย่างแท้จริง" เขากล่าว

เมื่อกว่าพันล้านปีก่อน ทะเลสาบแห่งหนึ่งในบริเวณที่ปัจจุบันคือรัฐออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา ได้ระเหยไป ในกระบวนการนั้น น้ำเค็มเข้มข้นบางส่วนที่เกิดขึ้นได้ถูกกักไว้ภายในผลึกแฮไลต์ พร้อมกับฟองอากาศ ทำให้เกิดบันทึกที่แม่นยำอย่างเหลือเชื่อเกี่ยวกับองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศยุคแรกของโลก

อย่างไรก็ตาม การดึงข้อมูลที่แม่นยำจากช่องว่างของเหลวเหล่านี้ ซึ่งมีทั้งอากาศและน้ำเค็ม เป็นความท้าทายอย่างยิ่ง เนื่องจากก๊าซบางชนิด เช่น ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) มีพฤติกรรมแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าอยู่ในน้ำหรือในอากาศ ดังนั้น การวัดก๊าซในสถานะดั้งเดิมอย่างแม่นยำจึงยังคงเป็นเรื่องยากมาก

ทีมวิจัยได้แก้ปัญหานี้โดยใช้วิธีการที่จัสติน พาร์ค นักศึกษาปริญญาโทจาก RPI และผู้เขียนหลักได้พัฒนาขึ้นก่อนหน้านี้ พวกเขาค้นพบว่าในช่วงยุคเมโซโปรเทโรโซอิก (1-1.6 พันล้านปีก่อน) บรรยากาศของโลกมีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าในปัจจุบันถึง 10 เท่า

ความเข้มข้นสูงนี้ช่วยรักษาสภาพภูมิอากาศให้ค่อนข้างคล้ายกับปัจจุบัน แม้ว่าดวงอาทิตย์จะอ่อนกว่ามากในเวลานั้น ความเข้มข้นนี้ เมื่อรวมกับการประมาณอุณหภูมิโดยอิงจากข้อมูลเกลือ บ่งชี้ว่าสภาพภูมิอากาศในยุคเมโซโปรเทโรโซอิกนั้นอบอุ่นกว่าที่ นักวิทยาศาสตร์ เคยคาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้

บรรยากาศในเวลานั้นมีออกซิเจนเพียง 3.7% ของปริมาณในปัจจุบัน ซึ่งก็ยังถือว่าสูงอย่างน่าประหลาดใจเมื่อเทียบกับสิ่งที่เคยคาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้ ในเวลานั้น สิ่งมีชีวิตบนโลกส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรีย และสาหร่ายสีแดงเพิ่งเริ่มปรากฏขึ้น อย่างไรก็ตาม ระดับออกซิเจนนี้ในทางทฤษฎีแล้วเพียงพอที่จะหล่อเลี้ยงสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน เช่น สัตว์และพืช ซึ่งจะปรากฏขึ้นอย่างแท้จริงในอีกประมาณ 800 ล้านปีต่อมา

เพื่ออธิบายว่าทำไมสิ่งมีชีวิตจึงปรากฏขึ้นอย่างช้าๆ พาร์คกล่าวว่าการวัดเหล่านี้สะท้อนให้เห็นเพียงช่วงเวลาสั้นๆ ในสิ่งที่นักธรณีวิทยาเรียกว่า "พันล้านปีที่น่าเบื่อ" ซึ่งเป็นยุคที่มีระดับออกซิเจนต่ำ สภาพบรรยากาศและธรณีวิทยาคงที่ และมีการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการน้อยมาก

สาหร่ายสีแดงเคยผลิตออกซิเจนปริมาณมากให้กับโลกมาแล้วในอดีต นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่า ระดับออกซิเจนที่สูงผิดปกติในเวลานั้นเป็นผลมาจากการเพิ่มจำนวนและความซับซ้อนของสาหร่าย

ในทางกลับกัน การประมาณการก่อนหน้านี้ซึ่งอิงจากข้อมูลทางอ้อม ชี้ให้เห็นว่าความเข้มข้นของ CO₂ ในช่วงเวลานั้นต่ำกว่า ซึ่งขัดแย้งกับหลักฐานอื่น ๆ ที่บ่งชี้ว่ายุคเมโซโปรเทโรโซอิกไม่มียุคน้ำแข็งครั้งใหญ่

"ถึงแม้ชื่ออาจฟังดูน่าเบื่อ แต่การมีข้อมูลจากการสังเกตโดยตรงจากช่วงเวลานี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะช่วยให้เราเข้าใจได้ดีขึ้นว่าสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนพัฒนาขึ้นบนโลกได้อย่างไร รวมถึงชั้นบรรยากาศวิวัฒนาการมาเป็นอย่างที่เป็นอยู่ในปัจจุบันได้อย่างไร" พาร์คสรุป

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