Magyar Tudomány 180(2019)11, 1735–1737
DOI: 10.1556/2065.180.2019.11.13
Könyvszemle
SIPOS JÚLIA GONDOZÁSÁBAN
LEVEGŐT!
Mészáros Ernő akadémikus évről évre rendületlenül írja könyveit („ki tiltja meg,
hogy elmondjam…”), amelyek közérthetően foglalkoznak a bolygónk természetét
érintő legfontosabb kérdésekkel. Új könyve a Föld légkörének kialakulásáról, változásairól szól. Történeti műhöz képest szokatlan módon in medias res a könyv
első fejezete a Föld jelenkori légkörének összetételét tárgyalja, összehasonlítva a
Naprendszer többi bolygójával. Nemcsak megadja az egyes gázok koncentrációit
– bár önmagában ez is nagyon érdekes, tekintve a bolygók közötti óriási különbségeket –, hanem a földi légkör összetevőinek a James Lovelock-féle Gaia-elmélet
keretében értelmezett „funkcióját” is ismerteti. Ez a funkcionális, elsősorban az
élet feltételeit szem előtt tartó értelmezés egyben megadja a keretet a további fejezetekhez. Az egyes komponensek – például a nyomást szabályzó nitrogén, a légzést lehetővé tévő oxigén, az éghajlatot szabályozó szén-dioxid vagy a védelmet
nyújtó ózon – egyrészt más-más folyamatok révén kerültek a levegőbe, másrészt
forrásaik és nyelőik intenzitása a Föld története során változott. A könyv további
fejezetei azt az izgalmas történetet mesélik el, hogyan képződtek ezek a földi
élet számára nélkülözhetetlen komponensek, miként változott koncentrációjuk,
hogyan alakult ki az a „különleges gázkeverék”, amelyet levegőnek nevezünk.
A történetet a lehető legmesszebbről kezdjük, az ősrobbanással. Egy rövid fejezet összefoglalja, amit jelenleg tudunk (vélünk?) az elemek képződéséről az ősrobbanásban, majd azt követően a csillagok kohóiban. A csillagközi molekulák és
por alkotóinak rövid ismertetésével pedig eljutunk a Naprendszer képződéséhez.
A gáz- és porkorongból kialakuló bolygók létrejöttének szinte regényes leírása
továbbvezeti az olvasót az ősi Földig és annak primitív légköréig, ami egyáltalán
nem hasonlított a maihoz: víz, metán, szén-monoxid, ammónia, hidrogén alkothatta. Ez azonban nem sokáig maradt így, a korai légkört a napszél elsodorta.
Innen válik igazán érdekessé a történet, hiszen az újonnan képződő légkör már
a Föld anyagának differenciációja, a vasmag és a szilikátköpeny kialakulásának
következménye. A könyv remekül rávilágít a geológiai és légkörkémiai folyamatok összefüggéseire. Bizonyára sok olvasónak jelent majd újdonságot például az
a tény, hogy a Föld szilikátos köpenyében lejátszódó reakciók eredményezték a
légköri nitrogén és szén-dioxid megjelenését, sőt valószínűleg a felszíni és lég© 2019 Akadémiai Kiadó
1736
Könyvszemle
köri víz jelenlétét is. Ahogy az egész könyvet, ezt a részt is áthatja egy kettős
szemlélet: bár elsősorban a légkörről van szó, Mészáros Ernőt alighanem ugyanilyen intenzitással foglalkoztatja, hogyan játszottak össze egymástól független tényezők a Föld „finomhangolásában” úgy, hogy azon megjelenhessen az élet. Így
ebben a részben a levegőn kívül fontos téma a Hold képződése és hatása a Föld
tengelyferdeségére és ezáltal éghajlatára, a Föld mágneses terének kialakulása,
és a „hideg-Nap-paradoxon” feloldása. Olykor egymással versengő elméletekkel
ismerkedünk, hiszen a Föld első néhány tízmillió évének históriája csak közvetett
geokémiai adatokra és modellekre épül.
A további vezérmotívum az oxigén koncentrációjának növekedése a légkörben
és ezzel párhuzamosan a földi élet alakulása. Az első sejtek képződésére vonatkozó elméletek ismertetése után a fotoszintézis módjairól, majd a cianobaktériumok
mintegy 3,5 milliárd évvel ezelőtti megjelenésével az oxigéntermelő fotoszintézis beindulásáról olvashatunk. A folyamat apránként teljesen megváltoztatta az
óceán, majd a légkör redox állapotát: az eredetileg redukált állapotú óceánvíz
kb. 2,3 milliárd éve részben oxidatívvá vált, és oxigén kezdett a légkörbe jutni.
Emellett fontos a szén-dioxid változása is: az első négymilliárd év során légköri
koncentrációja folyamatosan csökkent, egyrészt a karbonátos kőzetek képződése,
másrészt a fotoszintézis miatt. Alighanem ez is közrejátszott a bolygó történetének első eljegesedéseiben. Az evolúció további alakulását az oxigén és az ózon
légköri koncentrációja együttesen befolyásolta. A nagy oxidációs esemény az
óceánt a légzés számára alkalmas környezetté alakította, ezzel elindítva az eukarióták, majd többsejtűek térhódítását, majd a kambriumtól kezdve (540 millió
éve) a szilárdvázas élőlények elterjedését. Körülbelül ugyanekkor a légköri ózon
elérhette mai koncentrációját (a mai oxigénkoncentráció 10%-ánál), így mintegy
100 millió évvel később a szárazföldeken is megjelenhettek a növények, majd
az állatok. A légkör jelen állapota gyakorlatilag 300 millió éve már kialakult, és
benne az oxigén 21%-os aránya egyensúlyi értéknek tekinthető. Ezzel együtt a
szén-dioxid nyomanyaggá vált, amelynek koncentrációját külső hatások – mint
a vulkáni működés és a kőzetek mállásának intenzitása (azaz végeredményben
a lemeztektonika) – jelentősen befolyásolnak, drámai éghajlatváltozásokat, ezzel
együtt tömeges kihalási eseményeket eredményezve.
Mészáros külön fejezetet szentel a kainozoikumnak (az utolsó 65 millió év),
hangsúlyozva, hogy a légköri gázok körforgalmát a bioszféra szabályozza, és ezzel kialakul a Gaia-elmélet önszabályozó rendszere. A jelen felé haladva egyre
több adattal rendelkezünk, és ez tükröződik az egyre részletgazdagabb elemzésekből, amelyek az éghajlatváltozások mértékét, ütemét taglalják, eljutva egészen
a napjainkban zajló, jól ismert folyamatokig. E fejezetek naprakész irodalmi hivatkozásai, precíz megfogalmazásai eláruljáka légkörkémikus írót, akárcsak a
történeti részt követő, a légkör fő összetevőinek anyagmérlegéről szóló fejezet.
Ebben az oxigén, nitrogén és nemesgázok (és részben a szén) mérlegéről van
Magyar Tudomány 180(2019)11
Levegőt!
1737
szó, és a nem szakember számára az egyik legérdekesebb szemszögből mutatja
meg a levegő összetevőit, bemutatva jelenlegi forrásaikat, nyelőiket, tartózkodási
idejüket a légkörben, bioszférában, óceánban. Ahogy a napjainkban zajló éghajlatváltozás esetében, itt is nyilvánvalóak az emberi tevékenység bolygó léptékű
hatásai. A könyvet egy összefoglaló fejezet zárja, amelynek különlegessége, hogy
nemcsak a jövő, hanem más galaxisok felé is kitekint, a légkör és élet kapcsolatait
kutatva az exobolygók légkörével kapcsolatos legújabb ismereteket is felvillantja.
Mészáros Ernő rendkívül nehéz feladatot oldott meg, hiszen több tudományterület (olykor vitatott) ismereteit ötvözte a teljes történet megírásához (a földtudomány különféle ágain túl a biológiából is jócskán merített). Elképzelhető,
hogy egy-egy szűkebb terület szakértője helyenként talál az írásban kritizálható megfogalmazást vagy elavultnak tekinthető tételt, ez azonban elkerülhetetlen
egy szerteágazó ismereteket szintetizáló, rövidre szabott műben. Mészáros szikár, sallangmentes stílusban, rövid mondatokkal és néhány gondosan választott
ábrával, táblázattal sikeresen végigkalauzolja az olvasót a légkör és vele együtt
a Föld történetén. Nagy szükség van ilyen művekre, mivel a földtörténeti ismeretek alapvetően hiányoznak a közvélekedés által „általános műveltségnek” tekintett ismeretanyagból! A könyv nagy erénye, hogy széles olvasóközönséghez
szól, mindenkihez, akit érdekel a földtörténet, izgatja az élet eredete, feltételeinek
kialakulása, vagy csak tudni szeretné, miért épp az a bizonyos néhány gáz alkotja
a levegőnket.
(Mészáros Ernő: A földi légkör története. Az atomoktól a különleges gázkeverékig. Budapest: Akadémiai Kiadó, 2018, 142 o.)
Pósfai Mihály
az MTA tagja
Magyar Tudomány 180(2019)11