CO . atmosferica molto alta ₂ i livelli possono spiegare le alte temperature sulla Terra ancora giovane tre o quattro miliardi di anni fa. Al tempo, il nostro Sole splendeva con solo il 70-80 percento della sua intensità attuale. Tuttavia, il clima sulla giovane Terra era apparentemente abbastanza caldo perché non c'era quasi nessun ghiaccio glaciale. Questo fenomeno è noto come il "paradosso del giovane Sole debole". la giovane Terra si sarebbe congelata in un pezzo di ghiaccio. Sia CO ₂ , metano, o un gas serra completamente diverso che ha riscaldato il pianeta Terra è materia di dibattito tra gli scienziati.

Nuova ricerca del Dr. Daniel Herwartz dell'Università di Colonia, Professor Dr. Andreas Pack dell'Università di Göttingen, e il professor Dr. Thorsten Nagel dell'Università di Aarhus (Danimarca) ora suggerisce che un'elevata CO ₂ i livelli sono una spiegazione plausibile. Questo risolverebbe anche un altro problema geoscientifico:le temperature oceaniche apparentemente troppo alte. L'articolo "A CO ₂ la serra ha riscaldato in modo efficiente la Terra primordiale e ha ridotto l'acqua di mare ¹⁸ O/ ¹⁶ O prima dell'inizio della tettonica a zolle" appare nella Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

Una questione molto dibattuta nelle scienze della terra riguarda le temperature dei primi oceani. Ci sono prove che erano molto calde. Misure di isotopi di ossigeno su rocce calcaree o silicee molto antiche, che fungono da geotermometri, indicare temperature dell'acqua di mare superiori a 70°C. Temperature più basse sarebbero state possibili solo se l'acqua di mare avesse cambiato la sua composizione isotopica di ossigeno. Però, questo è stato a lungo considerato improbabile.

I modelli del nuovo studio mostrano che un'elevata CO ₂ i livelli nell'atmosfera possono fornire una spiegazione, poiché avrebbero anche causato un cambiamento nella composizione dell'oceano. "Alta CO ₂ livelli spiegherebbero quindi due fenomeni contemporaneamente:primo, il clima caldo della Terra, e secondo, perché i geotermometri sembrano mostrare acqua di mare calda. Tenendo conto del diverso rapporto isotopico dell'ossigeno dell'acqua di mare, arriveremmo a temperature più vicine ai 40°C, " ha affermato Daniel Herwartz dell'Università di Colonia. È ipotizzabile che ci fosse anche molto metano nell'atmosfera. Ma ciò non avrebbe avuto alcun effetto sulla composizione dell'oceano. Quindi, non spiegherebbe perché il geotermometro ad ossigeno indichi temperature troppo alte. "Entrambi i fenomeni possono essere spiegati solo da alti livelli di CO ₂ , " ha aggiunto Herwartz. Gli autori stimano la quantità totale di CO ₂ aver totalizzato circa un bar. Sarebbe come se l'intera atmosfera di oggi fosse composta da CO ₂ .

"Oggi, CO ₂ è solo un gas traccia nell'atmosfera. Rispetto a quello, una barra suona come una quantità assurdamente grande. Però, guardando il nostro pianeta gemello Venere con i suoi circa 90 bar di CO ₂ mette le cose in prospettiva, " ha spiegato Andreas Pack dell'Università di Göttingen. Sulla Terra, CO ₂ fu infine rimosso dall'atmosfera e dall'oceano e immagazzinato sotto forma di carbone, olio, gas, e scisti neri così come in calcare. Questi giacimenti di carbonio si trovano principalmente nei continenti. Però, la giovane Terra era in gran parte ricoperta da oceani e non c'erano quasi nessun continente, quindi la capacità di stoccaggio del carbonio era limitata. "Questo spiega anche l'enorme CO ₂ livelli della giovane Terra dalla prospettiva odierna. Dopotutto, circa tre miliardi di anni fa, la tettonica a zolle e lo sviluppo di masse di terra in cui il carbonio potrebbe essere immagazzinato per un lungo periodo di tempo stava appena prendendo velocità, " ha spiegato Thorsten Nagel dell'Università di Aarhus.

Per il ciclo del carbonio, l'inizio della tettonica a zolle ha cambiato tutto. Grandi masse di terra con montagne hanno fornito un più rapido invecchiamento dei silicati, che ha convertito CO ₂ in calcare. Inoltre, il carbonio è stato effettivamente intrappolato nel mantello terrestre quando le placche oceaniche sono state subdotte. La tettonica a zolle ha quindi causato la CO ₂ contenuto dell'atmosfera a diminuire bruscamente. Le ripetute ere glaciali mostrano che è diventato significativamente più freddo sulla Terra. "Studi precedenti avevano già indicato che il contenuto di calcare negli antichi basalti indicava un forte calo della CO . atmosferica ₂ livelli. Questo si adatta bene con un aumento degli isotopi di ossigeno allo stesso tempo. Tutto indica che la CO . atmosferica ₂ contenuto è diminuito rapidamente dopo l'inizio della tettonica a zolle, " ha concluso Daniel Herwartz. Tuttavia, in questo contesto 'rapidamente' si riferisce a diverse centinaia di milioni di anni.