是否有证据表明在过去的地质时期有更高的气压?

Question

我很好奇地球的整体气压是如何随着时间的推移而变化的，并试图在互联网上看看。然而，谷歌出现了很多可疑的科学网站，提出过去的气压要高得多。更离谱的主张(如大卫·埃斯克的主张)则被处理在怀疑论者。SE．

然而，更合理的说法是，中生代的气压可能是现在的4到5倍，因此可以让翼龙更有效地飞行等等。发表这种言论的网站确实严重触发了我的伪科学警报，但接着有些出版了由美国化学学会的著名科学家和论文参考。

有证据表明，在遥远的过去，空气压力较低比现在的水平高。但是，在光合生物对大气造成的变化之后，是否有证据支持气压升高的各种理论呢?

Answer 1

是的，有。但数据仍然非常稀疏，误差很大。

过去的大气压力至少有三种不同的估计方法:

1. 流体包裹体中热液石英的同位素组成（Nishizawa ey al 2007；Goldblatt等，2009；马蒂等人，2013年）

的图像来自图2Nishizawa等，2007．

2. 玄武质熔岩流中气泡的大小分布（Som等人2016）

图3cSom等人(2016):比斯利河的地质背景和水流细节(比例尺，1厘米)

3. 雨滴印迹化石的大小分布（Som等人，2012年；Kavanagh & Goldblat, 2015）

图一Som等人(2012)南非Omdraaivlei的凝灰岩中，27亿年前的Ventersdorp超群雨滴印迹被石化。

每项研究都是基于在一个相当特定的时间点捕获条件的样本。因此，不同的结果不一定相互矛盾，但提供了一种大气压力在地质时期是如何变化的感觉。

化石雨滴印记的大小分布可能有很大的误差范围，因为除了大气压力之外，还有许多因素影响雨滴的大小。然而，一些研究表明太古代(40亿到25亿年前)的大气密度几乎是今天的十倍(Kavanagh & Goldblat, 2015)．这一数字是根据大约27亿年前的雨滴印迹化石得出的，那是在光合作用进化之后，但仍处于早期阶段大部分氧气被海洋吸收了大气中也很少有这种物质。另一方面，基于玄武岩熔岩中流体包裹体和气泡的同位素组成的研究发现，当时的大气密度比现在要小。

这些研究是非常有趣的，因为一个更密集的大气，即使温室气体很差，也能产生更温暖的表面条件，有助于解决气候变化弱幼太阳悖论．简而言之，这个悖论指的是，在过去太阳比现在暗淡得多的时候，液态水是如何在地球上存在的。

值得注意的是，在厚厚的大气中，额外的温度并不像有些人在这里提出的那样来自绝热变暖。Chemke等人(2016)在论文“大气质量对早期地球温度的热力学影响，他们说:

我们发现，大气质量增加导致近地表温度升高的主要原因是大气热容量增加，降低了大气低层的净辐射冷却效应。此外，涡流的垂直平流热量随着大气质量的增加而减少，导致近地表进一步变暖。

Answer 2

各种各样的同位素分析证实，地球大气的化学成分在过去波动很大。除了25亿年前的太古代缺氧的大气，古生代晚期的氧气浓度比今天高得多，这使得各种各样的巨型昆虫得以繁衍生息(简单的扩散是昆虫呼吸作用的很大一部分)。一些人认为，除了更高的氧气水平，更高的空气密度(压力)可能加速了这些昆虫飞行的发展:

大气氧、古生代巨型昆虫和空中运动性能的演化

顺便说一句，互联网上到处都是不明白“高氧分压”和“高大气压力”之间区别的人。

Answer 3

我认为有充分的证据表明，在中生代这样的温室时期，空气压力是现在的3-5倍。

它解决了1翼龙为何能飞2蜥脚类动物为何能长到80吨3节肢动物为何要大得多4气候如此温暖潮湿，即使在两极也是如此。

有一天，我计划组建一个团队，进一步调查这个问题;并不是说火星表面的大气密度更大，而是说这是怎么可能的。在海洋化学循环和温室/冰窖气候循环之间的相关性中可以找到明显的答案。这种相关性表明，海洋是通过地热通量显著变暖的，但更重要的是通过热液泵送，导致脱气和蒸发增加，从而形成更厚的大气层。

事实上，海洋化学和主要的气候循环密切相关，海洋化学是由海底生产的可变速率控制的，这表明两者之间存在某种联系，令人遗憾的是，除了引用二氧化碳是主要的气候控制旋钮之外，没有人研究这种联系，所有证据都表明这是错误的。这是基础物理学——重力势能和气体动力学理论——你头顶上的大气越重，地表就越热。

http://ftp.earthbyte.org/Resources/Pdf/Muller_etal_2013_Seawater_chemistry_driven_by_Supercontinent_assembly_breakup_dispersal_Geology.pdf

https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/3468640/Veizer_Nature_2001.pdf?AWSAccessKeyId=AKIAIWOWYYGZ2Y53UL3A&Expires=1534442228&Signature=3Pxz67vBnWWnBbh%2BUzIp%2BwnewP4%3D&response-content-disposition=inline%3B%20filename%3DEvidence_for_decoupling_of_atmospheric_C.pdf

另一个很好的比较是鳄鱼，因为它们今天仍然存在。它们在中生代要大得多(高达8吨!)，但如今食物的供应并没有限制这些生物的大小。尺寸限制是由于身体的限制，因为体重增加。在更密集的大气中，你解释为什么这些物理限制在更大的体型上。