Atmosfer bumi 2,7 miliar tahun yang lalu mungkin lebih dari dua pertiga karbon dioksida. Penemuan itu dilakukan selama studi tentang bagaimana atmosfer kuno berinteraksi dengan partikel debu kosmik yang jatuh dari langit.
Atmosfer kaya karbon dioksida mungkin telah menciptakan efek rumah kaca yang kuat, saran para peneliti. Ini bisa memberikan jawaban untuk misteri lama yang dikenal sebagai "Paradoks Matahari Muda yang Lemah": bagaimana lautan bisa tetap cair di Bumi ketika matahari sekitar 30% lebih redup daripada sekarang.
Perkiraan kandungan karbon dioksida di atmosfer 2,5-4 miliar tahun yang lalu sangat bervariasi. “Perkiraan saat ini berkisar sekitar tiga kali lipat: 10 hingga 1.000 kali lebih besar dari yang sekarang,” kata ahli astrobiologi Owen Lehmer dari University of Washington di Seattle. Oleh karena itu, para ilmuwan mencoba untuk mengurangi penyebarannya.
Jawabannya datang dari 59 mikrometeorit yang ditemukan di batu kapur berusia 2,7 miliar tahun di wilayah Pilbara di barat laut Australia. Mereka pertama kali dideskripsikan dalam studi tahun 2016 dan masih menjadi fosil meteorit tertua yang pernah ditemukan.
Potongan-potongan kecil dari batu besi dan nikel, tidak lebih lebar dari rambut manusia, menyapu atmosfer bumi purba dan jatuh ke laut, ke dasar laut. Di sana mereka perlahan-lahan tenggelam menjadi batu kapur.
Selama penerbangan singkatnya dan karena keadaannya yang sebagian mencair, mikrometeorit melakukan reaksi kimia dengan atmosfer bumi. Gas atmosfer, baik itu oksigen atau karbon dioksida, mengoksidasi besi, menangkap elektronnya dan mengubah mineral asli menjadi yang baru.
Berdasarkan analisis kimiawi terhadap lebih dari selusin mikrometeorit, sebuah studi tahun 2016 menunjukkan secara mengejutkan lapisan atas atmosfer yang kaya oksigen. Artinya, 2,7 miliar tahun yang lalu, terdapat 20% oksigen, seperti di Bumi modern. Tetapi hasil studi itu tidak memuaskan banyak ilmuwan, kata Lehmer: “Sulit membayangkan atmosfer seperti ini. Setiap atmosfer yang kita lihat di planet tercampur dengan baik."
Oleh karena itu, Lehmer dan koleganya melakukan studi baru dan mengaitkan oksidasi meteorit dengan karbon dioksida, bukan oksigen. Kedua gas tersebut dapat menjadi agen pengoksidasi, meskipun oksigen bebas bereaksi jauh lebih cepat daripada oksigen yang terikat dalam CO2. Untuk menguji seberapa baik karbon dioksida dapat mengoksidasi mikrometeorit yang bergerak cepat, tim tersebut mensimulasikan penurunan atmosfer sekitar 15.000 bit debu kosmik mulai dari 2 hingga 500 mikron. Konsentrasi karbondioksida bervariasi dari 2% sampai 85% dari total volume.
Video promosi:
Atmosfer sedikitnya 70% karbon dioksida dapat mengoksidasi mikrometeorit. Kesimpulan ini konsisten dengan data lain yang diperoleh selama analisis tanah purba.
Komposisi atmosfer yang serupa, dan bahkan dengan penambahan metana, dapat menciptakan dunia yang hangat di mana lautan tidak dapat membeku, meskipun matahari muda masih dingin.
Kirill Panov
