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प्राचीन अंतरिक्षयान पृथ्वी के प्रारंभिक वायुमंडल के विकास में आश्चर्य की बात प्रकट करता है

2.7 अरब साल पहले पृथ्वी पर आने वाले प्राचीन स्थान के स्पेक वैज्ञानिकों को हमारे युवा ग्रह के ऊपरी वायुमंडल के रासायनिक श्रृंगार में अपनी पहली झलक दे रहे हैं।

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शोध से पता चलता है कि पृथ्वी के प्राचीन ऊपरी वायुमंडल में ऑक्सीजन की उतनी ही मात्रा है, जितनी आज है, लगभग 20 प्रतिशत है। वैज्ञानिकों ने जो अनुमान लगाया था उसके अनुसार यह उड़ता है: चूंकि प्रारंभिक पृथ्वी का निचला वातावरण ऑक्सीजन में कम था, शोधकर्ताओं ने सोचा कि ऊपरी वायुमंडल इसी तरह गैस से रहित था।

वैज्ञानिकों का कहना है कि नेचर के इस सप्ताह के अंक में विस्तृत निष्कर्ष ने कहा कि गहरे समय में वायुमंडलीय विकास की जांच के लिए एक नया एवेन्यू खुल गया है और पृथ्वी के वायुमंडल की वर्तमान स्थिति में कैसे विकसित हुआ है, इस बारे में नई जानकारी मिलती है।

मेलबर्न, ऑस्ट्रेलिया के मोनाश विश्वविद्यालय के लीड स्टडी लेखक एंड्रयू टोमकिंस कहते हैं, "विकसित वातावरण ने कई भौगोलिक प्रक्रियाओं के रसायन विज्ञान को बदल दिया, जिनमें से कुछ विशाल खनिज संसाधनों को बनाने के लिए जिम्मेदार हैं।" -हाइड्रोस्फीयर-जियोस्फीयर इंटरैक्शन और समय के साथ वे कैसे बदल गए हैं, ”वह बताते हैं।

अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला स्पस्टस्ट या "माइक्रोमीटर", पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में पिलबारा क्षेत्र से प्राचीन चूना पत्थर के नमूनों से बरामद किया गया था। लगभग 50 से 60 मील की ऊंचाई पर पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करते ही कॉस्मिक स्पर्ल्स पिघल गए।

टोमकिंस कहते हैं, "लोगों ने चट्टानों में माइक्रोमीटर को पहले पाया है, लेकिन किसी ने उन्हें वायुमंडलीय रसायन विज्ञान की जांच करने के लिए इस्तेमाल करने के लिए नहीं सोचा था।"

जैसे-जैसे छोटी वस्तुओं को पिघलाया और प्राचीन वातावरण में उच्च सुधार किया, उन्होंने अपने आसपास के ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया की और बदल गए। शोधकर्ता इन प्राचीन माइक्रोमीटरेटरों में यह देखने में सक्षम थे कि वायुमंडल के माध्यम से उनकी यात्रा के दौरान उनमें क्या रासायनिक परिवर्तन हुए हैं।

गोंद का पेड़ पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में पिलबारा क्षेत्र, जहाँ वैज्ञानिकों ने माइक्रोमीटरिटो (साइमनक्रा डू / आईस्टॉक) पाया

माइक्रोस्कोप की सहायता से, टोमकिंस और उनके सहयोगियों ने पाया कि माइक्रोइमोराइट्स कभी धातु के लोहे के कण होते थे जो ऑक्सीजन के संपर्क में आने के बाद लोहे के ऑक्साइड खनिजों में बदल गए थे।

वैज्ञानिकों का तर्क है कि इस तरह के रासायनिक परिवर्तन होने के लिए, आर्कियन इऑन (3.9 से 2.5 बिलियन साल पहले) के दौरान पृथ्वी के ऊपरी वातावरण में ऑक्सीजन का स्तर पहले के विचार से बहुत अधिक होना चाहिए था।

इंपीरियल कॉलेज लंदन के एक ब्रह्मांडीय धूल विशेषज्ञ, अध्ययन कोथोर मैथ्यू गेन्ज द्वारा की गई गणना का सुझाव है कि ऊपरी वातावरण में ऑक्सीजन की एकाग्रता लगभग 20 प्रतिशत - या आधुनिक दिन के स्तर के करीब होना चाहिए - टिप्पणियों को समझाने के लिए।

"मुझे लगता है कि यह वास्तव में रोमांचक है कि उनके पास संभवतः इन माइक्रोलेरोसाइट्स के माध्यम से [ऊपरी] वायुमंडलीय रचना का परीक्षण करने का एक तरीका है, " पेनसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के एक भूविज्ञानी जिम कास्टिंग कहते हैं, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे।

टोमकिंस और उनकी टीम को लगता है कि उनके नए परिणाम कास्टिंग द्वारा प्रस्तावित एक विचार का समर्थन कर सकते हैं और अन्य जो कि आर्कियन के दौरान पृथ्वी के वातावरण को ढेर कर दिया गया था, निचले और ऊपरी वायुमंडल को एक धुंधली मध्य परत द्वारा अलग किया गया था। यह परत ग्रीनहाउस गैस मीथेन से बनी होगी - जो कि शुरुआती मीथेन-उत्पादक जीवों द्वारा बड़ी मात्रा में उत्पादित की जाती है, जिसे "मिथेनोजेन्स" कहा जाता है।

मीथेन ने एक गर्म क्षेत्र बनाने के लिए पराबैंगनी प्रकाश को अवशोषित किया और गर्मी जारी की, जिसने विभिन्न वायुमंडलीय परतों के ऊर्ध्वाधर मिश्रण को अवरुद्ध कर दिया।

इस परिदृश्य के अनुसार, धुंध परत ने 2.4 अरब साल पहले "महान ऑक्सीकरण घटना" तक ऊर्ध्वाधर मिश्रण को रोक दिया होगा, जब प्रकाश संश्लेषण ने सायनोबैक्टीरिया को बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन का उत्पादन किया था जो कि मीथेन को दूर कर सकता है।

"ऑक्सीजन और मीथेन एक साथ अच्छी तरह से नहीं जाते हैं, इसलिए ऑक्सीजन में इस वृद्धि ने अंततः सिस्टम से बाहर मीथेन को प्रतिक्रिया दी होगी, " बेजोस कहते हैं। "मीथेन को हटाने से ऊपरी और निचले वायुमंडल के अधिक प्रभावी मिश्रण की अनुमति होगी।"

टोमकिन्स ने जोर देकर कहा कि इस परिकल्पना को अभी भी परखने की जरूरत है, और विभिन्न रचनाओं के साथ वायुमंडलों में ऊर्ध्वाधर मिश्रण का अनुकरण करने के लिए कंप्यूटर मॉडल विकसित करने के लिए उनकी टीम के साथ टीम बनाने की योजना है।

"हम केवल एक ही समय में ऊपरी वातावरण का एक नमूना ले चुके हैं, " टॉमकिंस कहते हैं। "अगला कदम भूवैज्ञानिक समय की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करने वाली चट्टानों से माइक्रोमीटर को निकालने और ऊपरी वायुमंडल के रसायन विज्ञान में व्यापक परिवर्तनों को देखने के लिए है।"

इस शोध के बारे में अधिक जानें और डीप कार्बन वेधशाला में अधिक।

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