25亿年前的大气,可能跟现在的金星一样充斥著温室气体

25亿年前的大气,可能跟现在的金星一样充斥著温室气体

地球上的大气层在数十亿年前是什麽样子的?根据27亿年前的微小陨石,科学家认为当时的大气层可能充满了二氧化碳,从电脑模拟中可测出古代大气层有6%至70%左右是二氧化碳,今昔对比,现在的大气层中只有0.04%的二氧化碳,这项研究成果发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上。

过去的岩石纪录显示,在太古宙时期(40~25亿年前),地表氧气含量极低,当时地球上可能存在大量的温室气体,例如二氧化碳或甲烷,由于现今留下能够记录大气成份的东西非常稀少,很难得知其含量及成份。近几年,科学家们发现的微陨石,衝进大气层时,它们会被加热、熔化,并与大气层中的气体交互作用,这可能会保留下当时的纪录。

迄今已知距离最远、质量最大的垂死星系,估计含有超过1兆颗恆星。最近日本国立天文台(National Observatory of Japan)和哥本哈根大学波尔研究所(Niels Bohr Institute at University of Copenhagen)的天文学家田中贤幸等人,测量该星系中的恆星运动状况后,发现这个垂死星系的核心几乎已经完全成熟甚至开始步入死亡阶段,代表它应该是在大霹雳(Big Bang)后仅约15亿年就已形成,这比先前估计的还要早10亿年左右。这个结果显示:当这些星系巨兽们还处在「活著」并仍持续形成新恆星的阶段时,与宇宙中大部分星系相较之下可能也不是那麽极端。这项发现不仅增进了我们对宇宙形成的知识,同时还让天文学家检讨现行当作基础应用的相关理论模型是否需要修正的问题。

这些微陨石中含有大量的铁,其中一些已经变成方铁矿,这种化合物只有在铁与氧进行反应时才能形成,既然空气中氧成份稀少,那只能肯定其遇到了二氧化碳,为了瞭解二氧化碳和其它气体的含量会产生什麽样的矿物质,科学家使用富含铁的微陨石电脑模型计算,他们发现在这含有大量二氧化碳的大气中,可以产生如此大量含量的方铁矿。

如果星系不再形成新恆星,天文学家便视之为死星系(dead galaxies);反之,若星系因恆星形成仍在进行而显得明亮,便算是活星系(alive galaxies)。例如我们的银河系是个活星系,仍在缓慢但坚定的形成新恆星;而室女座星系团中间的庞大椭圆星系M87就是个完全死寂的死星系。至于淬熄星系(quenching galaxies)指那些正迈向死亡的垂死星系,星系中的恆星形成活动已明显受到抑制,不若全然的活星系那般明亮,但也不若全然的死星系那般幽暗。研究学者观测星系时会先根据亮度光谱来确认并筛选研究目标。

瞭解星系为何死亡是这些天文学家想要探索的主题。但为何星系中的恆星形成过程会被抑制而死亡?受限于目前的仪器设备,无法取得更详细的星系细节资料,故而迄今没有明确答案。这些天文学家们期待未来新一代的地面及太空望远镜正式运作,辅以更优秀的电脑模型,能够获得最终解答。

对于早期的生物来说,高浓度的二氧化碳的存在,会使地球保持足够的温度,因为过去的太阳较小较暗,若是没有这些高浓度的二氧化碳,水会结冰,地表温度也将难以支持生命的存在,研究人员也希望能够找到更古老的方铁矿微陨石,这样他们就可以弄清楚过去地球大气层中的二氧化碳含量,描绘早期地球的历史。

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