Die Erde und ihre Atmosphäre heute. Bildnachweis: NASA. Klicken um zu vergrößern.
Washington, D. C.? CSI-like? Techniken, die auf Mineralien angewendet werden, enthüllen die Schritte, die zur Entwicklung der Atmosphäre auf der Erde geführt haben. Der Präsident der Mineralogical Society of America, Douglas Rumble III, vom Geophysical Laboratory der Carnegie Institution, beschreibt die Reihe von Techniken und Studien der letzten fünf Jahre, die zu einem wachsenden Konsens der wissenschaftlichen Gemeinschaft darüber geführt haben, was passiert ist die schützende Ozonschicht und Atmosphäre auf unserem Planeten. Sein wegweisendes Papier zu diesem Thema erscheint im Mai / Juni American Mineralogist.
"Gesteine, Fossilien und andere natürliche Relikte enthalten Hinweise auf alte Umgebungen in Form unterschiedlicher Isotopenverhältnisse? Atomvarianten von Elementen mit der gleichen Anzahl von Protonen, aber einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen." erklärte Rumble. Beispielsweise haben Meerwasser, Regenwasser, Sauerstoff und Ozon unterschiedliche Verhältnisse oder Fingerabdrücke der Sauerstoffisotope 16O, 17O und 18O. Verwitterung, Grundwasser und direkte Ablagerung von atmosphärischen Aerosolen verändern die Verhältnisse der Isotope in einem Gestein und lassen viel über das vergangene Klima erkennen. Rumbles Artikel beschreibt, wie Geochemiker, Mineralogisten und Petrologen Anomalien von Isotopen von Sauerstoff und Schwefel untersuchen, um herauszufinden, was mit unserer Atmosphäre vor etwa 3,9 Milliarden Jahren passiert ist, als sich gerade die Kruste unseres Planeten bildete und es keinen Sauerstoff gab in der Atmosphäre zu einer primitiven sauerstoffhaltigen Welt vor 2,3 Milliarden Jahren und dann in die Gegenwart.
Die Detektivarbeit umfasst ein Pantheon von Wissenschaftlern, die Oberflächenmineralien aus aller Welt analysiert, Raketen und Ballons zur Probenahme der Stratosphäre verwendet, Eiskerne aus der Antarktis gesammelt und untersucht, Laborexperimente durchgeführt und mathematische Modelle durchgeführt haben. Die Synthese aus den verschiedenen Bereichen und Techniken zeigt, dass ultraviolettes (UV) Licht der Sonne eine wichtige treibende Kraft in der atmosphärischen Evolution ist. Solare UV-Photonen treiben die Ozonproduktion in der Atmosphäre voran und liefern Ozon, das mit 17O und 18O angereichert ist, wodurch eine verräterische Isotopensignatur zurückbleibt. Die Ozonschicht begann sich zu bilden, als die Atmosphäre Sauerstoff gewann, und hat seitdem unseren Planeten vor schädlichen Sonnenstrahlen geschützt und das Leben auf der Erdoberfläche ermöglicht.
Die Entdeckung von Isotopenanomalien, bei denen bisher keine vermutet wurden, erweitert die Erforschung der Beziehungen zwischen Verschiebungen in der Chemie der Atmosphäre und dem Klimawandel um ein neues Instrument. Detaillierte Untersuchungen von Polareiskernen und exponierten Ablagerungen in trockenen Tälern der Antarktis können unser Verständnis der Geschichte des Ozonlochs verbessern.
Originalquelle: Pressemitteilung der Carnegie Institution
