十四億年前,遠古時期地球大氣中的二氧化碳含量

是今天的十倍到二百倍!在陽光微弱的那個時代,地球勢必有著更厚實的外衣,也就是溫室氣體所造成的溫室效應,在為地球保暖。但是過去我們一直沒有任何關於當時大氣中二氧化碳含量的任何資訊,直到最近科學家利用十四億年前有機物殼體的微體化石分析,才計算出了結果。

研究員Kaufman和Xiao分析中國山西鈣板藻(acritarch species)化石(Dictyosphaera delicate)中的碳13同位素比值(δ13C),這些化石的年代約是距今十四億年前,而化石中的碳13同位素比值,則反映了生物將二氧化碳固化的過程、光合作用的進行、以及大氣中二氧化碳的含量。

藉由單一分析六個化石的結果顯示,距離今天十四億年前的地球大氣中,二氧化碳的含量是今天的十倍至二百倍以上,而此時的地球上則盛行著光合作用。根據先前對於澳洲西部樣本分析二十七億年前的地球大氣,仍是以甲烷所造成的溫室效應為主,但經過二十億至二十二億年前地球大氣大量的氧氣累積之後,溫室效應的就由二氧化碳接手成為主角了。

早期的地球,太陽光不夠強,大氣中卻有大量的溫室氣體為地球保溫;陽光漸漸增強之後,這些溫室氣體卻漸漸被固定到大洋與岩石之中,好像脫下厚重的外套似的。這個看似簡單的過程,其實只要稍有差池,讓地球表面溫度高個幾度或是低個幾度,一切就可能不再是像今天的地球這樣。這究竟是巧合還是必然呢?

原始資料:Kaufman, Alan J. and Shuhai Xiao (2003), High CO2 levels in the Proterozoic atmosphere estimated from analyses of individual microfossils, Nature 425, 279 – 282

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