Wissenschaftler in Yale und in Singapur haben den möglicherweise ultimativen Säure -Test entwickelt – ein umfassendes Modell zur Schätzung der Ursprünge der Bewohnbarkeit der Erde, die teilweise auf dem Ozeansäure basiert.
Das neue theoretische Modell wendet zuvor veröffentlichte, von Yale geführte Forschung auf eine breite Palette von miteinander verbundenen geologischen und atmosphärischen Prozessen. Es kann das bisher klarste Bild darstellen, wie sich die Erde zu einem Punkt entwickelt hat, an dem das Leben gedeihen konnte.
„Dies ist ein theoretisches Bestreben der Tour-de-Force von a Neue Studie veröffentlicht im Journal Nature Geowissenschaft. „Diese Arbeit zeigt das mit Abstand umfassendste Systemmodell für das gesamte Erde, um zu schätzen, wie sich der PH-PH-PH wahrscheinlich während der Geschichte der Erde entwickelt hat.“
Der Begriff pH („Potential von Wasserstoff“) ist ein Maß für die Konzentration von Wasserstoffionen in einer wässrigen – Wasser -Lösung. Ein niedrigerer pH -Wert entspricht einer höheren Säure. Eine Lösung mit einem pH -Wert von weniger als 7 wird als sauer angesehen; Das moderne Meerwasser hat einen pH-Wert von ungefähr 8.
Es wird jedoch allgemein angenommen, dass der alte Ozean der Erde viel saurer war, was es schwieriger macht, das Leben aufrechtzuerhalten. Viele Wissenschaftler haben festgestellt, dass die Synthese organischer Moleküle in Umgebungen mit einem pH -Wert von weniger als 7 äußerst schwierig ist.
„Um den Ursprung des Lebens zu verstehen, wird es wichtig zu verstehen, wann und wie die Erde begann, einen Ozean mit einem neutraleren pH -Wert zu veranstalten“ Universität in Singapur und Erstautor der neuen Studie.
„Die Modellierung der langfristigen Entwicklung des pH-Werts von Ozean ist jedoch ein notorisch schwieriges Problem, da fast alle Komponenten des Erdsystems: die Atmosphäre, der Ozean, die Kruste und der Mantel“, sagte Guo.
Zum Beispiel hängt der pH -Wert von Ozean in hohem Maße von atmosphärischem Kohlendioxid (CO2) ab, was wiederum von einer Vielzahl anderer Faktoren beeinflusst wird. Die Konzentration von CO2 nimmt beispielsweise aufgrund ihrer chemischen Reaktion auf Kontinente, der ozeanischen Kruste aus Tiefsee ab-und ihren späteren Einbruch in die Inneneinheit der Erde über Subduktion. Die Spiegel der atmosphärischen CO2 nehmen jedoch zu, wenn es vulkanische Aktivität gibt.
Für ihre Studie kalibrierten Korenaga und Guo die Parameter für die Funktionsweise jeder dieser Komponenten sorgfältig und ließen sie dann interagieren. Die Forscher wurden von einer Reihe von frühen Erdenstudien geleitet, die zuvor von Korenagas Gruppe veröffentlicht wurden.
„Ich denke, der Hauptgrund, warum wir diese Modellierung jetzt tun können, ist, dass unser Verständnis der frühen Erde -Tektonik in den letzten Jahren drastisch verbessert wurde“, sagte Korenaga. „Diese Arbeit konzentrierte sich auf die Entwicklung der Kontinentalkruste und die Physik der Magma -Ozeane. „
Mit ihrem neuen Modell schätzten Korenaga und Guo, dass die Erde 500 Millionen Jahre gebraucht hätte, um die Säure des Ozeans genug zu neutralisieren, um das Leben zu unterstützen. Wassertaschen mit neutraleren pH -Werten haben möglicherweise früher vorhanden sein, aber nicht in einer ausreichend großen Größe, um das Leben zu erledigen.
Die Forscher sagten, ihre Ergebnisse könnten nicht nur auf frühe Erdenprozesse Licht werfen, sondern auch zu der Rolle, die diese Prozesse im modernen Klima spielen.
Weitere Informationen:
Meng Guo et al., Schneller Anstieg des frühen Ozean -pH -Werts unter erhöhten Verwitterungsraten, Nature Geowissenschaft (2025). Doi: 10.1038/s41561-025-01649-9