Ugrás a tartalomhoz

Az éghajlatváltozás okai és következményei

Gelencsér András, Molnár Ágnes, Imre Kornélia (2012)

Pannon Egyetem

9.2 Üvegházhatás, fotoszintézis, üledékképződés

9.2 Üvegházhatás, fotoszintézis, üledékképződés

Az élet megjelenése után a környezet, ezen belül a légkör lassan módosult. Mintegy 3,5 milliárd évvel ezelőtt megindult a fotoszintézis mai formája, amelynek lényege, hogy a szénhidrátok előállításához szükséges hidrogén a vízből származik. A folyamat leegyszerűsített formája a következő módon írható fel:

ahol h ν a napenergiát (fotonokat) jelenti. Mint látható, a fotoszintetizáló baktériumok szén-dioxidból (CO2) és vízből (H2O), a napenergia felhasználásával az anyagcseréjükhöz szükséges szénhidrátokat (esetünkben CH2O) termelnek, miközben oxigénmolekulák (O2) szabadulnak föl. A folyamat két szempontból is alapvető. Egyrészt csökkenti a szén-dioxid légköri mennyiségét, másrészt oxigént hoz létre, amely a mai légkör alapvető összetevője, és egyben az energiatermelés (légzés, tüzelés) forrása.

A szén-dioxid jelentősebb részét azonban nem a fotoszintézis, hanem az üledékképződés vonta ki a levegőből. 300oC-nál alacsonyabb hőmérsékleten a szén-dioxid a szilikátokkal kémiai reakcióba lép. Ily módon karbonát (CO3 és kvarc (SiO2) keletkezik. Magnézium-szilikát (MgSiO3) esetén például:

A mechanizmus hatására a szénatomok többsége karbonátos kőzetekben, és nem a légkörben található. Ennek köszönhetően a földi légkör alapvetően különbözik a szomszéd bolygók, a Vénusz és a Mars gázburkától, amelyeket rendre nagy-, illetve kisnyomású szén-dioxid épít föl. A fenti reakció-típus a szén-dioxid jelentős hányadát kivonta az akkori légkörből. Méghozzá olyan ütemben, ahogy a napsugárzás intenzitása növekedett! Az üvegházhatás csökkenése pontosan kiegyenlítette a Nap energiasugárzásának növekedését. Így az élet létrejötte után az éghajlat nagy időléptékben lényegében nem változott. Ennek ellenére az állandóságban bizonyos átmeneti „zavarok” jelentkeztek. Így 2 és 3, majd 0,9 milliárd évvel ezelőtt a felszín egy része eljegesedett, mint erről a jégtakaró mozgására utaló korabeli törmelékes üledékek (un. tillitek) tanúskodnak (9.1 ábra). Egyes kutatók szerint 600-700 millió évvel ezelőtt a bolygó teljesen eljegesedett (még az Egyenlítő környékén is találtak tilliteket), és kialakult a „hógolyó Föld” nevű állapot (9.2 ábra). A hógolyó Föld kialakulását a szén-dioxid gyors kivonása segítette elő (lásd fent), majd valószínűleg a vulkáni tevékenység szén-dioxid kibocsátása szüntette meg. A teljes eljegesedés léte a szakemberek között vita tárgya. Az mindenesetre biztos, hogy, ha előfordult, a bioszférát nem veszélyeztette, hiszen ebben az időben élet még csak az óceánokban létezett.

9.1. ábra - Tillitek (szerző engedélyével) www.glaciers-online.net

Tillitek (szerző engedélyével) www.glaciers-online.net


9.2. ábra - Hógolyó Föld (szerző engedélyével) http://geology.fullerton.edu/whenderson/Fal201L2005/snowballearth/index.htm

Hógolyó Föld (szerző engedélyével) http://geology.fullerton.edu/whenderson/Fal201L2005/snowballearth/index.htm