
一项新的研究发现,在过去的100万年中,大气中的氧气水平有所下降,尽管还不足以引发地球上生命的任何重大问题。
这一新发现背后的研究可能有助于阐明控制大气氧研究人员说,长期以来的水平。
大气中的氧气水平从根本上与地球生命的进化,以及与气候变化有关的地球化学周期的变化。因此,科学家长期以来一直在寻求重建过去的大气氧水平如何波动,以及可能控制这些转变的原因。
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但是,过去的大气氧水平的模型通常显着不同意,大约有20%的地球大气(这是氧气的浓度)。 1甚至还不知道过去一百万年的大气氧水平是否变化或保持稳定。
“关于人类之前的氧气周期是否开始燃烧化石燃料研究首席作者丹尼尔·斯托尔(Daniel Stolper)是新泽西州普林斯顿大学的研究作者丹尼尔·斯托尔(Daniel Stolper)说,无论是增加还是减少,无论是在增加还是失败。”
在新研究中,研究人员计算了过去大气中的氧气水平通过查看被困在古代极地冰样品中的空气。具体来说,他们查看了来自格陵兰和南极洲的样品。
新的估计表明,在过去的80万年中,大气氧水平下降了0.7%。科学家得出的结论是,在这段时间内,氧气汇(从空气中去除氧气的过程)比氧气源大1.7%。
尽管大气氧气水平的下降听起来令人震惊,但研究人员发现的减少“在生态系统方面是微不足道的”,Stolper告诉Live Science。 “从角度看,大气中的压力海拔下降。氧气的大气压力下降了0.7%,在海平面以上约100米(330英尺)的情况下,即高高的建筑物的30楼。”
Stolper说,有两个假设可以有助于解释过去一百万年的氧气下降。
Stolper说:“首先是,由于冰川的增长 - 冰川磨碎,因此在过去的几千万年中,全球侵蚀率可能有所提高,从而增加了侵蚀率。”
侵蚀率上升会使更多的黄铁矿和有机碳暴露于大气中。黄铁矿被称为愚人的黄金,有机碳由生物的遗骸组成,主要是陆地植物和水生光合微生物,例如藻类。先前的研究发现,黄铁矿和有机碳都可以与氧气反应并将其从大气中取出。 [信息图:地球的大气从上到下这是给出的
Stolper说:“当海洋在过去的1500万年中,在化石燃料燃烧之前,海洋的溶解度增加时,海洋的溶解度会增加。也就是说,海洋可以在较冷的温度下以给定的氧气储存更多的氧气,以使给定的氧气浓度在大气中的给定浓度。”他补充说,海洋和沉积物中的氧气依赖性微生物可能会变得更加活跃并消耗这种氧气,而在大气中留下了较少的元素。
Stolper说,未来的研究可以确定与这些发现相一致的地质过程“,从而有助于确定控制大气氧水平的主要过程”。
这些发现也揭示了可能是一个奇怪的矛盾,因为可以假设大气二氧化碳水平随着氧气水平的下降,应该上升 - “例如,现在我们正在消耗氧气并呼吸二氧化碳,” GeocheChemistat Princeton的研究高级作者约翰·希金斯(John Higgins)说。
但是,先前的研究发现,希金斯指出,在过去的80万年中,大气中的二氧化碳水平平均没有变化。 “乍一看,这两组观察都来自被困在冰芯中的气体,是自相矛盾的。”他说。
希金斯说,摆脱困境的一种方法是一种众所周知但未经测试的概念,表明“在时间尺度上,大气中的二氧化碳和地球温度是通过'硅酸盐风化恒温器调节的,”希金斯说。
基本上,增加的大气二氧化碳水平将提高火山岩磨损的速度,并将其成分冲入海洋,然后可以继续捕获海洋矿物质中的大气二氧化碳。这意味着“一个人可以改变大气中的氧气,而平均二氧化碳没有明显变化”。 “重要的是,这种硅酸盐风化的恒温器是尽管太阳能发光的变化,但人们认为地球被认为在数十亿年仍然可以居住的原因之一。”
科学家今天(9月22日)在线详细介绍了他们的发现杂志科学。
原始文章现场科学。