Dalis Žemės atmosferos yra kosminės kilmės

Anksčiau buvo manoma, jog atmosfera kartu su vandenynai atsirado didžiulių vulkaninių išsiveržimų metu, kuomet į paviršių iškilo giliai Žemės plutoje buvusios dujos, mineralai ir kitos medžiagos. Vėliau, Žemės atmosferą ėmė formuoti atsiradę gyvieji organizmai – tiek augalai, tiek ir gyvūnai.

Vis dėl to ši teorija ilgą laiką nebuvo iki galo įrodyta. Todėl G. Hollandas ir jo kolegos ėmėsi tirti senovinės atmosferos dujinę sudėtį. Tam mokslininkams neprireikė „nuskristi į praeitį“ – Žemės gelmėse vis dar galima aptikti senovinių inertinių dujų, tokių kaip ksenonas ir kriptonas, rezervų. Šias dujas mokslininkai pasiekė pasinaudodami Naujoje Meksikoje išręžtu giluminiu gręžiniu. Vėliau šių dujų tyrimų rezultatus sulygino su tarpplanetinės erdvės dujine sudėtimi. Pastaruosius duomenis mokslininkai yra gavę iš daugybės kosminių zondų.

Paaiškėjo, jog dujų izotopai gerokai skiriasi. Vadinasi, senovinę atmosferą sudarė ne planetos formavimosi metu susidariusios medžiagos iš kosminės erdvės, kurios vėliau per vulkanų išsiveržimus buvo išsviestos į Žemės išorę, o kitais keliais patekusios medžiagos. Panašu, jog pagrindinis tokių medžiagų kelias į žemę galėjo būti per asteroidus ir kometas. Tuo labiau, jog 4,5 milijardų metų senumo meteorituose ir kometose mokslininkai aptinka tokius pat izotopus kaip ir inertinėse dujose iš giluminio gręžinio.

„Požeminėse dujose aptikome ryškių meteoritų pėdsakų. Iš to, ką žinome, galima spėti, jog vulkaninės kilmės dujos galėjo žymiai mažiau įtakoti Žemės atmosferos susiformavimą nei kad buvo manoma iki šiol“, – teigė Mančesterio universiteto mokslininkas Gregas Hollandas.

„Atmosfera ir vandenynai turėjo atsirasti iš kažkur kitur, greičiausiai – iš į Žemę atakavusių į kometas panašių kūnų, turinčių dujų ir vandens“, – pridūrė jis.

Mokslininkų manymu, dalis Žemės atmosferos galėjo susiformuoti per Vėlyvąjį bombardavimą (Late Heavy Bombardment), įvykusį prieš 3.9 milijardus metų. Manoma, jog tuo metu keitėsi Saulės sistemų planetų orbitos ir todėl daugelyje planetų vyko intensyvūs susidūrimai su asteroidas, kol galiausiai planetos „išsivalė“ orbitinius kelius. Per šį laikotarpį ant Žemės nukrito apie 200 kvintilijonų tonų uolienų. Dėl tokio nepaliaujamo bombardavimo išsiskyrė tiek daug šilumos, jog išsilydė didžioji dalis Žemės paviršiaus. Intensyvus meteoritų bombardavimas ir branduolio skleidžiama šiluma kai kurias uolienas pavertė dujomis.

Taip po kelių milijonų metų susiformavo stora, tanki atmosfera. Ji gali padėti įminti ir kitą Žemės istorijos mįslę. Per pastaruosius 4,5 milijardus metų Saulės spinduliavimo intensyvumas išaugo beveik 4 kartus. Vadinasi, prieš 3-4 milijardus metų Žemėje turėjo būti žymiai šalčiau – mokslininkų nuomone, planetos paviršius galėjo būti apledėjęs. Tačiau būtent šiuo laikotarpiu užsimezgė gyvybė  – vadinasi, sąlygos jai turėjo būti palankios. Dabar spėjama, jog Žemei neapledėti padėjo ne šiltnamio efektą sukeliančių dujų buvimas, o tuoj po susiformavimo labai didelio tankio atmosfera.

Tyrimų projektui vadovaujantis Mančesterio universiteto profesorius Chrisas Ballentine įvertinęs naujas žinias apie atmosferos susiformavimą pridūrė: „Daugeliui žmonių teko matyti, kaip pirmykštę Žemę įsivaizduoja dailininkai. Paveikslų gilumoje matyti didžiuliai vulkanai, išmetantys dujas, iš kurių formuojasi atmosfera. Dabar tokius paveiksliukus teks perpiešti“.