Péczely György: Éghajlattan (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1998)
3. Fizikai klimatológia - 3.4 A Föld éghajlatának múltja, éghajlat-ingadozások
lása. Itt a fő szerepet a szilárd övékből részint vulkáni folyamatok, részint pedig különböző kémiai reakciók által történt gázfelszabadulás játszotta. Ily módon elsősorban vízgőz és szén-dioxid, kisebb mennyiségben nitrogén, hidrogén és kén került a felszínre. Ezek az idők folyamán fokozatosan felhalmozódtak, s így a Föld hamarosan szert tett egy vékony légkörre, amely túlnyomórészt vízgőzből és szén-dioxidból állt. E két gáz azonban igen jól elnyeli a felszín által kibocsátott hosszúhullámú sugárzást, így a földfelszín hőmérséklete újonnan szerzett gázburka hatására emelkedni kezdett (az őslégkör disszipációja utáni földfelszíni hőmérsékletet kb. — 10°C-ra becsülik). Amikor a hőmérséklet elérte a 0 °C-ot, megkezdődhetett a vízgőz cseppfolyósodása, s a Föld felszínén megindult az óceánvizek felgyülemlése. A földtörténet e kezdeti szakaszában a szén-dioxid mennyisége felhalmozódott és parciális nyomása jelentősen meghaladta a jelenlegi értéket. Egyes szerzők a COa 3 milliárd évvel ezelőtti mennyiségét a jelenleginek 10-szeresére becsülik. Ezzel szemben a légkör oxigéntartalma nagyon csekély volt (a jelenleginek kb. 1/1000 része), s hasonlóan kevés nitrogén volt légkörünkben található. A másodlagos és a jelenlegi földi légkör közötti markáns eltérés okának magyarázásánál tehát feleletet kell találnunk a szén-dioxid-tartalom jelentős csökkenésére, az oxigén és nitrogén mennyiségének erőteljes emelkedésére. A szén-dioxid-koncentráció csökkenésének két alapvető oka van. Az egyik az, hogy 300°C-nál alacsonyabb hőmérsékleten a légköri C02 jelentős hányada kémiai reakciókkal elsősorban az óceánokban karbonátos kőzeteket hoz létre, ami erőteljesen csökkenti a szén-dioxid parciális nyomását. Ennek megfelelően a földi COa nagyobbik része nem az atmoszférában, hanem a litoszférában található mészkő és dolomit formájában, szemben pl. a Venuson kialakult helyzeltel. A másik okot a bioszféra megjelenésében és fejlődésében kell keresni. A fotoszintézis folyamatában ugyanis a növényzet a levegőből szén-dioxidot vesz fel és oxigént szabadít fel. Ennek következtében a szén-dioxid és az oxigén mennyisége légkörünkben a geológiai korok folyamán lényegében egymás tükörképeként változott. Rendkívül érdekes az oxigéntartalom emelkedésével együttjáró légkörfizikai jelenségek köre. Mint említettük, kb. 3 milliárd évvel ezelőtt a légköri oxigén mennyisége a jelenleginek ezred része volt, amit 10-3 PAL-lal jelölünk (PÁL az angol Present Atmospheric Levei=jelen légköri szint elterjedt rövidítése). Ilyen csekély 02-tarta- lom esetén a Nap ultraibolya és röntgen sugárzása zavartalanul lejutott a földfelszínre, mivel ez a kevés oxigén még nem volt elegendő a szűrő ózonréteg kialakítására. Ez magyarázza azt, hogy az első primitív élő szervezetek (algák, baktériumok) az óceánok olyan mélységű rétegeiben (kb. 10 m mélyen) jelentek meg, ahol az ózonmentes légkörön áthaladó roncsoló sugarak már elnyelődtek, de a fotoszintézishez szükséges fénysugarak még lejutottak. A fotoszintetikus élet fejlődése miatt az oxigénszint a kambriumban fokozatosan emelkedett, és a szilur végére (420 millió évvel ezelőtt) már elérte a 0,1 PAL-t (3.29. ábra). Ez az oxigénmennyiség már elegendő volt a szerves élet számára védelmet 198
