Международная исследовательская группа, возглавляемая Паоло Сосси, провела ряд экспериментов с целью изучения состава ранней атмосферы нашей планеты. Полученные данные позволяют ответить на несколько вопросов относительно происхождения жизни, а также отличия современной Земли от других планет.
Непосредственного доступа к составу древней газовой оболочки нет, однако ученые нашли способ измерить его при помощи исследования самых старых пород, которые лежат в недрах планеты. Расплавленная магма, находящаяся под земной корой, 4,5 млрд лет находилась в непосредственном контакте с атмосферой и обменивалась с ней газами. Таким образом, она хранит в себе информацию о ранней газовой оболочке – застывая и превращаясь в скалу, магма фиксирует состояние прежней атмосферы.
Между земной корой и ядром располагается мантия – верхняя и нижняя – на глубине от 30 до 2900 км от поверхности. Она занимает около 80% объема нашей планеты. Мантия не подлежит непосредственному изучению, поскольку до нее невозможно добраться с помощью глубинного бурения, а также она не выходит на поверхность. Поэтому исследование мантии происходит геофизическими и геохимическими методами.
Источником информации о геологическом строении служат мантийные расплавы – магматические горные породы. Они возникают вследствие затвердевания природного расплава. Одной их таких пород является перидотит – базовый компонент верхней мантии.
Ученые создали в лабораторных условиях мини-версию ранней Земли вместе с газовой оболочкой. Для этого они использовали фундаментальные компоненты ранней мантии, расплавили их до состояния лавы и подняли в газовом потоке. После застывания изучили следы окисления железа, которым богата магма.
Эксперимент повторялся несколько раз с различными газами, которые могли присутствовать в древней атмосфере. В результате выяснилось, что она состояла на 97% из углекислого газа и на 3% из азота. Этим атмосфера напоминает современные условия на Марсе и Венере.
