很难知道数十亿年前地球的大气层是什么样的，但科学家们正开始弄清楚。
基于27亿年前坠落到地球的微小微陨石的化学性质，一个研究团队表示，当时地球大气层很可能充满了二氧化碳。根据他们的模型，研究人员估计二氧化碳在我们古代大气中的含量可能占6%到70%以上。相比之下，我们今天的大气层中二氧化碳含量为0.04%。
研究人员于1月22日在《科学进展》杂志上发表了他们的研究结果。
古代大气记录
从岩石记录中，科学家们知道在地质年代的太古宙（约40亿至25亿年前）地球表面氧气含量非常少。研究人员认为，在这个时期，地球上可能存在大量的温室气体，如二氧化碳或甲烷。但他们不知道是哪种气体，或者含量有多少。
“这真的很难，”华盛顿大学研究员、新论文的作者之一欧文·莱默（Owen Lehmer）说。“今天我们能找到的记录大气组成的物质非常少。”
但几年前，科学家们发现了坠落到地球约27亿年前的微陨石——大小如沙粒的岩石或金属颗粒，这是迄今为止发现的最古老的微陨石。当微陨石穿过大气层坠向地球时，它们会升温、熔化并与大气中的气体发生反应，可能保留了当时大气组成的记录。
一个二氧化碳的世界
这些微陨石含有大量的铁，其中一些变成了叫做“铁方石”（wüstite）的化合物，铁与氧气反应时可能会生成铁方石。铁方石在地球表面无法形成，所以这些微陨石一定是在穿过大气层坠落时遇到了氧气——即使不是氧气，也可能是二氧化碳。
为了确定什么样的二氧化碳和其他气体含量才能形成他们所观察到的矿物质，莱默和其他人运行了计算机模型，模拟了富铁微陨石在不同二氧化碳浓度下穿过地球大气层坠落的过程。然后，他们将模拟出的微陨石与真实的微陨石进行了比较。该团队发现，二氧化碳含量很高——按体积计占几十个百分点，可能达到70%或更高——的大气层会形成含有适量铁方石的微陨石。
考虑到过去太阳更暗，地球接收到的光线更少，如此高的二氧化碳含量对早期生物来说将是一种福音。大气中高浓度的二氧化碳等温室气体能够使地球保持足够的温暖，以维持液态水的存在和生命。
莱默表示，为了更精确地确定当时地球大气中二氧化碳的具体含量，他们需要更多的微陨石来与他们的模型进行比较。
但他对能够通过这种方式估算地球大气层二氧化碳含量感到兴奋。如果他们能找到更古老的含有铁方石的微陨石样本，他们就有可能弄清楚地球大气层随时间推移的二氧化碳含量变化，并更清晰地描绘出早期地球的历史。
