Vědci z Princetonské univerzity shromáždili 30 let dat, aby vytvořili první záznam koncentrací atmosférického kyslíku za posledních 800 000 let založený na ledovém jádru, podle článku v časopise Science.
Záznam ukazuje, že atmosférický kyslík klesl o 0,7 procenta ve srovnání se současnými koncentracemi atmosférického kyslíku, což je podle geologických standardů rozumné tempo, uvedli vědci. Během posledních 100 let však atmosférický kyslík klesl o poměrně rychlou nulu.1 procento kvůli spalování fosilních paliv, které spotřebovává kyslík a produkuje oxid uhličitý.
Je zvláštní, že pokles atmosférického kyslíku za posledních 800 000 let nebyl doprovázen žádným významným nárůstem průměrného množství oxidu uhličitého v atmosféře, i když koncentrace oxidu uhličitého se v jednotlivých cyklech doby ledové liší. K vysvětlení tohoto zdánlivého paradoxu se výzkumníci obrátili na teorii o tom, jak jsou globální uhlíkový cyklus, atmosférický oxid uhličitý a teplota Země spojeny v geologických časových osách.
„Planeta má různé procesy, které dokážou udržet hladinu oxidu uhličitého na uzdě,“řekl první autor Daniel Stolper, postdoktorandský výzkumný pracovník na katedře geověd v Princetonu. Výzkumníci diskutují zejména o procesu známém jako „silikátové zvětrávání“, při kterém oxid uhličitý reaguje s obnaženou horninou za vzniku minerálů uhličitanu vápenatého, které zachycují oxid uhličitý v pevné formě. Vzhledem k tomu, že teploty rostou kvůli vyššímu obsahu oxidu uhličitého v atmosféře, předpokládá se, že rychlost zvětrávání křemičitanů zvýší a rychleji odstraní oxid uhličitý z atmosféry.
Stolper a jeho spoluautoři naznačují, že nadbytečný oxid uhličitý emitovaný v důsledku klesajících koncentrací kyslíku v atmosféře stimuloval zvětrávání křemičitanů, které stabilizovalo oxid uhličitý, ale umožnilo pokračovat v poklesu kyslíku.
„Záznam o kyslíku nám říká, že se také změnilo množství oxidu uhličitého [který byl vytvořen, když byl kyslík odstraněn] vstupující do atmosféry a oceánu,“řekl spoluautor John Higgins, profesor geověd v Princetonu.. "Avšak hladiny oxidu uhličitého v atmosféře se nemění, protože Země měla čas reagovat zvýšenou mírou zvětrávání křemičitanů."
„Země se dokáže postarat o oxid uhličitý navíc, když má stovky tisíc nebo miliony let na to, aby se dala dohromady. Naproti tomu lidstvo dnes uvolňuje oxid uhličitý tak rychle, že silikátové zvětrávání nemůže dostatečně rychle reagovat, " pokračoval Higgins. "Země má tyto dlouhé procesy, které lidstvo zkratovalo."
Výzkumníci vybudovali svou historii atmosférického kyslíku pomocí naměřených poměrů kyslíku k dusíku nalezených ve vzduchu zachyceném v antarktickém ledu. Tuto metodu zavedl spoluautor Michael Bender, profesor geověd z Princetonu, emeritní.
Vzhledem k tomu, že kyslík je kritický pro mnoho forem života a geochemické procesy, byly v průběhu let vyvinuty četné modely a nepřímé proxy pro obsah kyslíku v atmosféře, ale neexistovala shoda na tom, zda koncentrace kyslíku stoupají nebo klesají nebo ploché během posledních milionů let (a před spalováním fosilních paliv). Tým z Princetonu analyzoval data z ledového jádra, aby vytvořil jediný přehled o tom, jak se změnil atmosférický kyslík za posledních 800 000 let.
"Tento záznam představuje důležitý standard pro studium historie atmosférického kyslíku," řekl Higgins. "Porozumění historii kyslíku v zemské atmosféře je úzce spojeno s porozuměním evoluci složitého života. Je to jedna z těchto velkých a základních otázek ve vědě o Zemi."
