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Atmospheric nitrogen when life evolved on Earth

Gebauer, Stefanie und Grenfell, John Lee und Lammer, H und de Vera, Jean Pierre Paul und Spross, L. und Airapetian, Vladimir und Sinnhuber, M und Rauer, H (2020) Atmospheric nitrogen when life evolved on Earth. Astrobiology, 20 (12). Mary Ann Liebert Inc.. doi: 10.1089/ast.2019.2212. ISSN 1531-1074.

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Offizielle URL: https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2019.2212

Kurzfassung

The amount of nitrogen (N2) present in the atmosphere when life evolved on our planet is central for under-standing the production of prebiotic molecules and, hence, is a fundamental quantity to constrain. Estimates of atmospheric molecular nitrogen partial surface pressures during the Archean, however, widely vary in the literature. In this study, we apply a model that combines newly gained insights into atmospheric escape, magma ocean duration, and outgassing evolution. Results suggest <420 mbar surface molecular nitrogen at the time when life originated, which is much lower compared with estimates in previous works and hence could impact our understanding of the production rate of prebiotic molecules such as hydrogen cyanide. Our revised values provide new input for atmospheric chamber experiments that simulate prebiotic chemistry on the early Earth.Our results that assume negligible nitrogen escape rates are in agreement with research based on solidified gas bubbles and the oxidation of iron in micrometeorites at 2.7 Gyr ago, which suggest that the atmospheric pressure was probably less than half the present-day value. Our results contradict previous studies that assume N2partial surface pressures during the Archean were higher than those observed today and suggest that, if the N2 partial pressure were low in the Archean, it would likely be low in the Hadean as well.Furthermore, our results imply a biogenic nitrogen fixation rate from 9 to 14 Teragram N2per year (Tg N2/year), which is consistent with modern marine biofixation rates and, hence, indicate an oceanic origin of this fixation process

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135918/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Atmospheric nitrogen when life evolved on Earth
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gebauer, StefanieStefanie.Gebauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grenfell, John LeeLee.Grenfell (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lammer, HIWF GrazNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Vera, Jean Pierre Pauljean-pierre.devera (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Spross, L.Spa. Res. Inst., GrazNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Airapetian, VladimirNASA Goddard Space Flight Center (GSFC), 8800 Greenbelt Road, Greenbelt, MD 20771, Maryland, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sinnhuber, MKarlsruhe Institute of Technology (KIT), Karlsruhe, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rauer, Hheike.rauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Oktober 2020
Erschienen in:Astrobiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:20
DOI:10.1089/ast.2019.2212
Verlag:Mary Ann Liebert Inc.
ISSN:1531-1074
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Life—Atmosphere—Evolution—Nitrogen—Escape—Outgassing
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt PLATO (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Institut für Planetenforschung > Leitungsbereich PF
Institut für Planetenforschung > Planetare Labore
Hinterlegt von: Gebauer, Stefanie
Hinterlegt am:11 Nov 2020 13:58
Letzte Änderung:24 Okt 2023 11:41

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