Vítejte v hadaiku, raném eonu

V atmosféře bylo 100 000krát víc uhlíku než dnes a planeta se tak docela podobala Venuši. Během tohoto eonu přesahovala teplota povrchu 200 stupňů Celsia. Než mohlo dojít k ochlazení, musela být odstraněna většina onoho uhlíku. Pro vědce bylo výzvou zjistit, jak to na mladé Zemi fungovalo, protože důkazů je poskrovnu. Dvojice badatelů se ovšem domnívá, že na tento mechanismus přišli a že zahrnuje druh horniny, který už dávno neexistuje.

Závěry prezentuje nový článek uvedený v časopisu Nature, prvním autorem je Yoshinori Miyazaki z Caltechu, druhým pak Jun Korenaga z Yale. „Toto období je tím nejzáhadnějším v historii planety,“ uvádí Korenaga v prohlášení. „Představujeme zatím nejkomplexnější teorii pro prvních 500 milionů let Země.“ Hadaikum nebylo jen záhadné, ale také velmi dynamické a Země prošla obrovskou spoustou změn.

Některé podobnosti s dneškem

Důkazy ale nasvědčují tomu, že povrch byl už uprostřed hadaika podobný jako dnes. Než se stala planeta obyvatelnou, muselo dojít k několika věcem. Musely být zformovány oceány, začít desková tektonika a zmizet skleníkové plyny z atmosféry. „Z atmosféry muselo zmizet obrovské množství uhlíku,“ říká Miyazaki. „A protože z tohoto období nejsou k dispozici žádné horniny, musíme začít úplně na zelené louce.“ Země byla nejprve oceánem magmatu a postupně v něm rostly větší objekty.

Samotné „sestavení“ trvalo Zemi 70–100 milionů let. Magmatické období je kritickou fází života kamenných planet. Těžším prvkům umožňuje potopit se k jádru a lehčí mohou plavat na povrchu. Právě tak vzniká jádro, kůra a vrstvy mezi, vnější jádro je žhavé dodnes. Bez něj bychom neměli ochranné magnetické pole a nejspíš ani žádný život. Během svého tuhnutí uvolnilo magma obrovské množství skleníkových plynů.

Proudění hornin a ukládání uhlíku

Jedinou možností, kam je uložit, byly horniny. Součástí koloběhu uhlíku v přírodě je zabudování tohoto prvku do uhličitanových minerálu v oceánech. Tak se stane součástí zemského pláště, problémem je ovšem časový rámec. Svou roli hrála zvláštní hornina zvaná vysokohořčíkový pyroxenit (high-magnesium pyroxenite). Podle vědců už dnes žádný neexistuje. Model, který vyvinuli, ovšem na základě tehdejší termodynamiky ukazuje na nezbytnou přítomnost této horniny.

Tyto pyroxenity byly extrémně bohaté na hořčík, který se slučuje s oxidem uhličitým. Společně formují uhličitany, které jsou pak uloženy do zemské kůry. Pokud bylo této horniny dost, mohlo právě díky ní probíhat „čištění“ atmosféry. Ještě bylo ale potřeba něco. Zemský plášť obsahoval hodně žhavého křemíku a v součinnosti s vodou se tu odehrávalo četné proudění. Plášť planety musel být navíc heterogenní, jeho složení tedy nebylo jednotné.

Model, který podchytil prakticky všechno

Proudění vynášelo horninu bohatou na hořčík k povrchu, kde reagovala s uhlíkem. Povrch pláště se obnovoval velmi rychle, takže se na něm objevovala stále čerstvá hornina a „táhla“ dolů více a více uhlíku.  Pokud by bylo složení pláště jednotnější, atmosféra by se ochladila mnohem pomaleji. Homogennější plášť by navíc nevytvořil pohyblivé tektonické desky. Tato vrstva by vznikla, ale mnohem silnější, a tudíž méně pohyblivá.

Model počítá i s formací oceánů. Rapidní proudění pláště taky vypouští do atmosféry více těkavých látek, které následně formují vodu. Formace oceánů je tak proveditelná hned poté, co dojde ke zpevnění základního magmatického oceánu. Vysoká teplota odpařila vodu z povrchu, vysoký atmosférický tlak ji ovšem opět stabilizoval. Ona podivná hornina následně reagovala s vodou v oceánech a vytvořila chemikálie potřebné pro vznik života.

Jaký nejstarší kus horniny jste kdy nalezli nebo spatřili?

Zdroj: Nature

Článek Jak se Země dostala z roztaveného pekla do dnešního obyvatelného stavu? Přijměte pozvání na cestu pozemskou historií se nejdříve objevil na VědaŽivě.cz.

Stromy již na oxid uhličitý nestačí

Lidé ročně vypustí do atmosféry zhruba 30 až 40 miliard tun oxidu uhličitého. Většina vědců souhlasí s tím, že potřebujeme způsob, jak zachytit část oxidu uhličitého z atmosféry. Jedním z nápadů je zasadit hodně stromů. Jak stromy rostou, nasávají oxid uhličitý svými listy a přeměňují ho na sacharidy, které používají k růstu.

Ve skutečnosti bychom však museli pokrýt celé Spojené státy americké, jen abychom zachytili 10 % množství oxidu uhličitého, které ročně vypustíme. Na této planetě není dost místa na to, abychom měli zemědělskou půdu potřebnou k nasycení světa a navíc prostor pro výsadbu potřebného počtu stromů. Místo změn klimatu bychom řešili hladomory.  

Hlavně nekácet

V současné době je mnoho vysazovaných stromů monokulturami rychle rostoucích komerčních druhů. Ty nemají prakticky žádné přínosy pro biologickou rozmanitost a mohou naopak škodit. Lepší by bylo obnovit druhově bohaté lesy. Výsadba bohatých nových lesů může zvýšit místní biologickou rozmanitost a také zlepšit dostupnost vody.

Co by se však určitě mělo zastavit, je odlesňování. Ponecháme-li stranou vymírání druhů, odlesňování je jedním z největších zdrojů oxidu uhličitého, protože když jsou stromy káceny, velká část uhlíku, který je v nich uložen, uniká do ovzduší, zvláště je-li dřevo spáleno. Například v roce 2017 změny ve využívání půdy, většinou odlesňování, přispěly čtyřmi miliardami tun emisí oxidu uhličitého k celkovému celosvětovému objemu 41 miliard tun. Jinými slovy, pokud bychom přestali kácet stromy, snížili bychom naše roční emise asi o 10 %.

Co si myslíte o reklamních akcích typu za každý zakoupený výrobek zasadíme strom?

Zdroj: Insider, BBC, DailyMail

Článek Stromy již na globální oteplování samy nestačí. Plocha USA zakrytá lesy by zachytila pouze desetinu CO2 se nejdříve objevil na VědaŽivě.cz.

Atmosferické hodnoty oxidu uhličitého v loňském roce stoupl na určitých místech na 417 jednotek na milion (ppm). Množství oxidu uhličitého v atmosféře se od dob před průmyslovou revolucí v 18. století zvedlo o více než 50 %.

Keelingova křivka sledující hodnoty oxidu uhličitého v atmosféře ukazuje dlouhodobé zvyšování emisí.

• Rok 2000 – průměrně 370 ppm
• Rok 2010 – průměrně 389 ppm
• Rok 2020 – průměrně 412 ppm

Snížení emisí během koronaviru

Během loňského roku došlo díky koronavirové pandemii ke zmírnění průmyslu a vypouštění emisí CO₂ do vzduchu. To vedlo ke zmírnění a na některých místech i snížení počtu emisí v atmosféře. Toto snížení emisí ale podle vědců nebude mít na dlouhodobý nárůst emisí vliv.

Molekuly oxidu uhličitého zůstávají v atmosféře po velmi dlouhou dobu. Jednoduše řečeno planeta nestíhá likvidovat staré emise a k nim se přidávají emise nové. To způsobuje enormní navyšování a znečištění atmosféry. Vysoké množství CO₂ v atmosféře má vliv například na globální oteplování.

Klimatologové varují před globálním oteplováním

Pandemický rok 2020 dává vědcům ale i tak naději. Množství emisí se díky zpomalenému průmyslu snížilo, svět navíc zasáhl jev označovaný jako El Niño. Tento studený proud vzduchu ochlazuje oceány a ochlazuje globální klima. Právě v chladnějším klima se daří deštným pralesům, které čistí atmosféru od oxidu uhličitého.

Podle klimatologů musí dojít v nejbližší době k rapidnímu omezení emisí CO₂ vypouštěných do atmosféry. Celkový počet vypouštěných emisí ale firmy musí snížit alespoň na polovinu. Takto snížené emise by podle klimatologů měly vydržet alespoň třicet let.

Článek Blížíme se limitním hodnotám oxidu uhličitého se nejdříve objevil na VědaŽivě.cz.