۲.۷ میلیارد سال پیش فشار هوای سطح زمین کمتر از نوک قله‌ی اورست بوده
صعود بر قله‌ی اورست تا حدودی مثل سفر به گذشته می‌ماند. فشار اتمسفر زمین ۲.۷ میلیارد سال پیش تنها یک چهارم فشار فعلی کره‌ی زمین بود. این میزان، معادل فشار هوا در فاصله‌ی ۲۰۰۰ متری بالاتر از قله‌ی ۸۸۴۸ متری اورست است.
اما این یافته با تصور غالب درباره‌ی فشار هوای زمین در سال‌های گذشته در تضاد است. تاکنون تصور دانشمندان این بوده که در گذشته اتمسفر زمین غلیظ‌تر بود و به گرم نگه‌داشتن دمای زمین کمک می‌کرد. در آن زمان فعالیت خورشید کمتر بود.
ایده‌ی اتمسفر غلیظ در اولین سال‌های زمین از اینجا نشئت گرفت که دانشمندان می‌خواستند یک معما را حل کنند. سنگ‌هایی که به چهار میلیارد سال پیش برمی‌گردند به وضوح شواهدی از اقیانوس‌های مایع نشان می‌دهند. اما در آن زمان درخشش خورشید به اندازه‌ی ۷۰ درصد درخشش امروزی آن بود. با این حساب گرمای خورشید برای اینکه اقیانوس‌ها در حالت مایع بمانند کافی نبود و قاعدتا باید یخ می‌زدند. به همین دلیل، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که اتمسفر زمین به حدی غلیظ بوده که مانع از یخ زدن اقیانوس‌ها می‌شد.
«کالین گلدبلت» از دانشگاه ویکتوریا در سال ۲۰۰۹ گزارش داد که یک اتمسفر غلیظ باعث می‌شد اثر گلخانه‌ای تشدید شود چرا که طول موج‌های بیشتری از گازهای گلخانه‌ای در اتمسفر جذب می‌شدند. «سانجوی سام»، یکی از محققان ناسا برای آزمایش این مدل، به دنبال شواهدی از فشار هوای باستانی گشت.
سام و تیمش برای برآورد کردن فشار هوا از گدازه‌هایی کف‌آلود استفاده کردند که ۲.۷ میلیون سال پیش رسوب کرده بودند. نتایج آنها نشان می‌دهد که فشار هوا در آن زمان به اندازه‌ی ۲۳ درصد فشار اتمسفر امروزی بوده، البته عدم قطعیت زیادی درباره‌ی این اندازه‌گیری وجود دارد. هرچند که سام می‌گوید: «ما ۹۵ درصد مطمئن هستیم که فشار هوا بین ۰ تا ۰.۵ اتمسفر بود.»
سام معتقد است که تغییرات فشار هوا نشان‌دهنده‌ی میزان متغییر استفاده‌ی موجودات زنده از نیتروژن است. یعنی در بازه‌های زمانی مختلف موجودات زنده به میزان متفاوتی از نیتروژن استفاده کردند. این گاز تقریبا ۸۰ درصد اتمسفر امروزی را تشکیل می‌دهد. بلافاصله پس از اینکه زمین تشکیل شد، گاز نیتروژن از آن بیرون زد و بر حجم اتمسفر در دوران باستان افزود. سپس حدود ۳.۲ میلیارد سال پیش میکروب‌ها نیتروژن را به آمونیوم تبدیل کردند. این باعث شد نیتروژن اتمسفر کاهش یافته و در قالب رسوب در ته دریا ته‌نشین شود. تاثیر این پدیده به قدری زیاد بود که تا ۲.۷ میلیارد سال پیش فشار هوا کاهش یافت و به کسری از فشار اتمسفر امروزی رسید.
حدود ۲.۴ میلیارد سال پیش گاز اکسیژن روی زمین فراوان شد و در نتیجه‌ی آن میکروب‌ها ترکیبات آمونیوم را اکسید کردند و دوباره نیتروژن در اتمسفر آزاد شد. به این ترتیب چرخه‌ی نیتروژن مدرن آغاز شد.
گلدبلت درباره‌ی این پژوهش می‌گوید: «نتیجه‌ی آنها شگفت‌آور و خارق‌العاده است.» البته او معتقد است که آنها باید یافته‌هایشان را ثابت کنند. او همچنین می‌گوید اگر نتایج آنها درست باشد، بنابراین در طول عمر زمین، میزان نیتروژن اتمسفر دایما کم و زیاد شده است. این مایه‌ی شگفتی است چون زمین‌شناسان تاکنون انتظار نداشتند که سطح نیتروژن اتمسفر در طول زمان چندان تغییر کند.
«تیموتی لیونز» از دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید کسب دانش بیشتر از اتمسفر زمین در اوایل پیدایش آن برای علم اختر‌زیست‌شناسی اهمیت بسیار زیادی دارد. او گفته است: «خیلی مهم است که بدانیم گازهای گلخانه‌ای در دوران آغازین تاریخ زمین چگونه بر امکان پیدایش حیات تاثیر گذاشتند و تاریخچه‌ی اتمسفر زمین را تغییر دادند.»
منبع: New Scientist
<
