Окаменевшие капли дождя расскажут о древней атмосфере

Отпечатки дождевых капель на породах, возраст которых оценивается в 2,7 млрд лет, помогают ученым определить состав и характер атмосферы на ранних этапах истории Земли, пишет Джонатан Эймос, корреспондент Би-би-си по вопросам науки. Глубина впадин, которые дождевые капли оставляли в древнем песке, свидетельствует о скорости их падения, а это позволяет определить плотность воздуха в тот период.

Этот "палеобарометрический" метод, о котором было доложено на осеннем заседании Американского геофизического общества, позволит внести коррективы в модели, описывающие климат Земли в докембрийский период.

Она вращалась вокруг своей оси гораздо быстрее, Луна находилась на гораздо более близком расстоянии, а солнечное излучение было гораздо слабее. 2,7 млрд лет назад на Земле еще не было флоры и фауны, а атмосфера была непригодна для дыхания.

"В атмосфере тогда, как и сейчас, по-видимому было немало азота, но кислорода не было совсем, - говорит Санджой Сом, сотрудник Эймсовского исследовательского центра НАСА. - Скорее всего, вместо кислорода в атмосфере присутствовали такие парниковые газы, как метан и двуокись углерода".

В своем докладе на заседании Американского геофизического общества доктор Сом рассказал, что ископаемые дождевые капли были найдены в 80-е годы в ЮАР близ города Вентерсдорп.

Они имеют вид множества углублений на окаменелой поверхности того, что когда-то было свежим вулканическим пеплом. Эти вмятины были тогда же укрыты новыми отложениями пепла, а затем минерализовались и превратились в камень.Они стали видимыми в наши дни благодаря эрозии ископаемых пород под воздействием ветра.

Доктор Сом и его коллеги надеются, что эти следы древних капель могут пролить свет на некоторые параметры тогдашней атмосферы планеты.

Они исходят из того, что диаметр углублений определяется скоростью, с которой капли падают на поверхность. Этот параметр, называемый предельной скоростью падения, зависит от силы тяжести и плотности воздуха. Для современной земной атмосферы предельная скорость падения дождевой капли составляет около 9 метров в секунду.

Дополнительным фактором является размер капли, но оказывается, что он не зависит от плотности воздуха, а определяется аэродинамическими силами, которые не связаны с плотностью атмосферы. Самые тяжелые капли 2,7 миллиарда лет назад имели примерно такой же размер, как и сейчас - примерно 7 мм в диаметре."Идея состоит в том, что, если воздух в те времена был плотнее, то капли должны были падать медленнее и оставлять выемки в пепле меньшего диаметра. И наоборот, если воздух был более разреженным, то капли падали быстрее и их отпечатки должны быть крупнее", - объясняет доктор Сом.

Группа исследователей во главе с доктором Сомом провела серию экспериментов, в ходе которых ученые капали водой в поддон с вулканическим пеплом с высоты 25 метров, точно дозируя размеры капель при помощи пипетки.