KVAK 22. desember: Livet uten ozonlag

Kollokviums Vitenskapelige AdventsKalender (KVAK):

22. desember: Livet uten ozonlag

Muterte pollenkorn fra perm-trias for omtrent 251 millioner år siden. Visscher et al., 2004.

Muterte pollenkorn fra perm-trias for omtrent 251 millioner år siden. Visscher et al., 2004.

Montreal-protokollen ble inngått i 1987 for å sikre at utslippene av ozon-ødeleggende gasser ble redusert. Med et svekket ozonlag ville UV-B strålingen blitt vanskelig å takle for livet på Jorden, både for oss og for plantene. Livet i de øverste vannlagene i havet ville også blitt påvirket. Kan geologien hjelpe oss med å forstå hva som vil skje hvis ozonlaget reduseres eller forsvinner helt? Kanskje, hvis vi går 251 millioner år tilbake i tid, til grensen mellom perm og trias.

Da gikk livet på Jorden gjennom den største masseutryddelsen vi kjenner. Det gikk verst for seg i havet, der omtrent 95 prosent av livet forsvant. Landlivet ble redusert til en tredjedel av det som fantes før hendelsen. Utstrakt vulkansk aktivitet i Sibir, kalt Siberian Traps vulkanprovinsen, skiller seg ut som en opplagt mistenkt. Vulkanutbrudd og utslipp av gasser fra oppvarming av sedimentære bergarter rundt varmt magma er foreslått som forklaring.

Min egen forskning på temaet har vist at store mengder halokarboner, som metylklorid, kan dannes når saltrike sedimenter i Sibir varmes opp noen hundre grader. Og i Sibir finner man store vulkanlignende pipestrukturer der gassene kan ha blitt sluppet ut i atmosfæren.

En ny studie (Black m.fl.) har brukt en klimamodell til å undersøke konsekvensene av gassutslippene, både av svoveldioksid fra magma og halokarboner fra sedimenter. Resultatene er i trykken i tidsskriftet Geology, og viser at ozonlaget ved høye breddegrader kan ha blitt helt ødelagt over en periode på flere år.

Studier av pollen har vist at noe underlig foregikk på den tiden. Hypotesen om en ødeleggelse av ozonlaget er kanskje den eneste utryddelsesmekanismen som kan støttes direkte av fossilfunn fra perm-trias. Store mengder av pollenkorn med unormal morfologi (se bildet øverst) er funnet fra forskjellige deler av verden – og kan forklares som mutasjoner drevet av høy UV-B stråling.

Den nye studien viser at mutasjonene kan ha vært en konsekvens av gassutslippene. I så fall kan vi takke Montreal-protokollen for at vi slipper en storskala eksperimentering med denne utryddelsesmekanismen.

Mer informasjon:

KVAK gir deg små daglige vitendrypp gjennom hele advent. Har du tips til lenker vi bør dele? Send gjerne til b.h.samset@gmail.com, kom innom facebook-siden vår, eller tweet til @kollokvium_no.

 

2 comments

  1. Carbomontanus · desember 22, 2013

    Dette var endelig litt kjemi.

    Men jeg forstår ikke at halocarboner kan dannes av vulkanisme.

    Sånne standard oppgaver får vi å svare på i generell kjemi. Man rører a,b,c og d isammen og slår vann på og rører. Hva skjer? Eller blander a,b,c,d isammen og varmer under eller slår med hammer,..

    Hva skjedde….. Forklar,…

    I praksis kan mange ting skje som er viktig å være oppmerksom på. Ikke bare at plutselig så kan det bli BANGirommet, men det kan begynne å ulme for eksempel, eller det kan ruste høl, og sånt skal en vite.

    Om man fyrer bål så er det helt kurant å bruke salt rekved fra stranda. Men begynner man å blistre opp i gulglød så skjer ofte endel stygge ting og det lukter smelteverk. Og det kan være overraskende og temmelig uforklarlig inntil man husker endel mer kjemi.

    Det samme gjelder «Brann-kåk..» , et forferdelig sammensurium av materialer som har brent ved 1100 grader og brannvesenet har slukket. Å gå inn og rive og rydde sånt er et skrekkelig arbeid. Derfor er det heldigvis kommet miljø- krav til materialene i senere tid for å unngå å drepe både Feiern og brannvesenet med arsenikk og bly og cadmium og kvikksølv og det som værre er.

    Man kommer ut i uvanlige reaksjoner som ikke er «normale» i naturen. Og som man sannelig bør vite om. Fosfiner- arsiner, kullos, og flyktige tungmetallklorider. Eksempel: Man svir stentøy eller terracotta som jeg har gjort til digler, «råbrann» som er porøs sintret leire. Så dyppes det i saltlake og varmes opp igjen til rødglød og det kalles saltglasur og er kjent siden stenalderen, SiO2 + 4NaCl -> SiCl4 + 2Na2O Og Natrium eller det generelle alkali Me+ senker smeltepunktet i glass så man får sodaglass av det definitivt svært tungtsmeltelige Kaolin for eksempel. og kalles «saltglasur».

    Det virkelig overraskende er at man da kan ta koppene rødglødende ut av ilden og de oser saltsyre HCl. Hvordan kan det være mulig? Kan bundet vann og hydrogenforbindelser bestå opp i rødglød hvor det forlengst skal være «utbrent», avgasset og forkokset?

    Neida, det kan de ikke. Hydrogenforbindelsene er forlengst dampet av og alt er forkokset. Men det gasser videre av annet. Det er SiCl4 som er flyktig, se ligningen over. Og som danner SiO2 og HCl med vann på slimhinnene i nesen. Meget ille. Man vil få silicose. Den type røk og gass vil kunne komme av vulkaner da den rett og slett dannes av leire og salt.

    Og det er bare et varsel om hva som værre er, f. eks at tungmetallkloridene er flyktige. Ikke bare det berømte «Sublimat», det berømte og giftige «sublimatet» av Zinnober HgS + 2 NaCl -> Na2S + HgCl2, ,men allehånde videre flyktige og giftige tungmetallklorider. Bly, Kobber Zink Jern,… foruten det definitivt giftige og flyktige siliciumtetraklorid som nevnt.

    Steinalderbålet er kurant så lenge det er moderat glød i køla, men begynner man å blistre så får man smelteverk og industrirøk og da må man kunne kjemi.

    Dette gjelder også vulkaner. Den røken er heller ikke alltid ugiftig. Og regelen er, strø ikke salt i bålet eller i køla og begynne å blistre opp temperatur til orange og gul og hvitglød. Vær renslig med varmen. Ikke sleng hvasomhelst i ommen.

    Videre, vær forsiktig med lodde- røk, Grunnet til at salmiakkpulver og zinkklorid og saltsyre er så effektivt når man lodder med primusvarme, er at tungmetalloxydene damper av som tungmetallklorider.

    Så er det vulkaner. I kjemiboka til kona mi fant jeg et suverent visningsforsøk, som jeg ikke var klar over. Man må ha en vacuum vannstrålepumpe for sug. Så fyrer man elementært svovel S + O2 -> SO2.

    Og trekker det inn i en trakt med vacuum og bobler gjennom en flaske tynn H2O2- løsning. Etter endel bobling, prøv vannet med lakmuspapir. Prøv med og uten H2O2. Forklar……

    Når vannstoffhyperoxyd kan oxydere SO2 til seksverdig svovel og svovelsyre, så kan vi trekke den elementære konklusjon at SO2 i lufta vil ete ozon!

    Formoder vi så at denne enorme Sibirvulkanismen har sluppet ut mye svovel, så kan vi videre garantere at det har gått på ozonlaget løs, og har gitt ganske særlig sur nedbør worldwide.

    Og jeg tror det er en mer elementær og klassisk kjemisk forklaring enn å prøve med klorerte carboner og hydrocarboner. ( jeg har veldig vanskelig for å forestille meg at det kan opptre oxydert klor fra naturlig side)

    Men vi skal i slike oppgaver redegjøre for hva som skjer hvis vi tager den generelle kontinentalsokkel med salt og kull og olje og gass og kalk og leire og gips og kisel og alt sammen, bringer dette opp til gulglød med jordvarme, og så letter vi plutselig på trykket.

    Forklar hva som skjer da…..

    Koks og kull og torv og sagflis eller mel eller sukker blandet med gips og varmet på en stålskje til rødglød danner konsekvent sulfid. Kull reduserer sulfat til S–, som med en dråpe saltsyre lukter H2S. Det er den generell forprøve på svovel i analytisk kjemi. Og hvordan å skille gips og kalk med enkel prøve. Bland det med sukker eller sagflis, glød det i en stålskje, prøv med en dråpe tynn saltsyre og snus.

    Og blander vi kisel SiO2 og Gips CaSO4 og varmer til rødglød, så dannes det CaSiO3 + SO3 Det blir en skrekkelig røk som river både i nesen og halsen. Svovelsyrerøk. Reaksjonen er berømt fra den klassiske kjemi for at det flyktigste syreanhydrid fordufter, og man bruker dette til å diskutere massevirkningsloven og likevektenes temperaturavhengighet.

    Vi har et svært viktig generelt system som skal kunnes. C+O2 -> CO2. Det skjer allerede ved dyp rødglød men så oppe i orange og gulglød skjer reaksjonen CO2 + C -> 2CO . Diskuter dette,…

    I jernverkene så har «Giktgassen», som brenner med blå flamme 2CO + O2 -> 2CO2, stått til himmels men det er et tap. Man fanget den og kjørte Ottomotor med den, som drev lysverkene og blåsemaskinene for masovnene. Og man ser det om man har en glødende masse grillkull og begynner å blistre under med belg. Da stikker de blå giktgassflammene opp. Er køla kald og svart på toppen, så stikker den giftige gassen av uten å brenne.

    Ekstreme smelteverk- gasser kan likeså stikke av om man ikke vet hva man gjør.

    Videre har vi «Vanngass». Man leder vanndamp inn i en masse av hvitglødende koks.
    C+ H2O-> CO + H2. . Reaksjonen er sterkt endoterm og kjøler raskt ned køla men man får den svært energirike og brennbare gassen «Syntesegass», kullos og vannstoff. Brannvesenet vet det. Vanner de på inn i en hvitglødende kølamasse, så står først vanngassflammen til himmels før det kjølner.

    Disse ting kan forklare hvorfor det gasser til og med H2 fra vulkanene noen ganger.

    Det var en gresk gud som het Vulcan. Smedene sto på god fot med ham. Det anbefales videre. De gamle smedene gikk nemlig til hælvete for tidlig men kjenner vi dem rett så ble de refusert i hælvete fordi de visste for mye om varmen.

    I laboratoriet må vi bruke avtrekk og bruke små mengder, men ute i naturen kan det opptre store mengder avtrekket funker ikke for så store mengder.

    Så tenner vi det fjerde lys,….. Observer…. og forklar,,,

    bruk små mengder, simplicity works… det er den sikre måten.

  2. Talbot · januar 23, 2014

    Med så mange mutasjoner vil det ha resultert i stor genetisk variasjon, hvorav noen mutasjoner har vært gunstige. Med utryddelser har nye nisjer blitt ledige og ført til konkurranse om å overta dem. Trolig har evolusjonen kjørt på høygir på denne tida, spesielt om artene samtidig har balansert på utryddelsens knivsegg som ble manges skjebne.

    Selv er jeg overbevist om at dyr og planter ville tilpasset seg et stadig svakere ozonlag bare det skjedde langsomt nok. Hva konsekvensene for atmosfæren, mikroorganismer og miljøet generelt ville blitt, er en annen sak.

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s