Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Геологии>>Сделана ещё одна попытка объяснить парадокс слабого молодого Солнца

Пятница, 11 Январь 2013 20:29

Сделана ещё одна попытка объяснить парадокс слабого молодого Солнца

Автор 

Несмотря на первые ростки жизни, древняя Земля была не самым приятным местом. Поверхность планеты регулярно побивалась космическими камнями, атмосфера не содержала кислорода и, следовательно, не имела озона для защиты поверхности от воздействия УФ-излучения. Кроме того, молодое Солнце производило на 25% меньше энергии, чем сегодня, в результате чего средняя температура на Земле близ поверхности должна была находиться ниже точки замерзания воды.

Юная солнцеподобная звезда 1RXS J160929.1-210524 и её планета (изображение Gemini Observatory, D. Lafreniere, R. Jayawardhana, M. van Kerkwijk / Univ. Toronto)Юная солнцеподобная звезда 1RXS J160929.1-210524 и её планета (изображение Gemini Observatory, D. Lafreniere, R. Jayawardhana, M. van Kerkwijk / Univ. Toronto)Но она там не находилась. Геологические данные свидетельствует о существовании жидких океанов вскоре после образования планеты, и первые полтора миллиарда лет истории Земли не оставили нам следов оледенения. Эту головоломку — парадокс слабого молодого Солнца — первыми в 1972 году описали Карл Саган и Джордж Маллен.

С тех пор предложено множество гипотез. Одни считают, что Земля обладала меньшей отражательной способностью из-за недостатка континентов и сниженного облачного покрова, в результате чего поглощала больше солнечного света. Другие ставят на парниковые газы. Много усилий потрачено на вычисление объёмов CO2, метана и более экзотических соединений вроде карбонилсульфида (OCS) в древней атмосфере, которая, к слову, была тогда, скорее всего, плотнее, что повышало эффективность парниковых газов.

Комбинации этих факторов достаточно, чтобы решить парадокс, но невыясненными остаётся множество деталей. Робин Вордсворт и Раймон Пьерюмбер из Чикагского университета (США) предлагают связать ещё один кусочек головоломки со взаимодействием в атмосфере водорода и азота.

Ни тот (H2) ни другой (N2) по отдельности не является парниковым газом, то есть не поглощает инфракрасное излучение, испускаемое планетой (этот факт определяется их молекулярной структурой). Однако при их столкновении происходят странные вещи. На какое-то мгновение они начинают вести себя как одна большая молекула парникового газа. Этот процесс, кстати, играет важную роль в энергетическом балансе спутника Сатурна Титана.

До недавнего времени считалось, что в ранней земной атмосфере было очень мало водорода, ведь ему ничего не стоит улететь в космос благодаря своей малой массе. Но сейчас доказано, что скорость потери этого элемента переоценивалась и в древности он присутствовал в значительном количестве.

Авторы нового исследования вычислили, что вышеуказанные столкновения могли нагреть Землю на целых 10−15 ˚C. Если это действительно так, то даже умеренного влияния других факторов было бы более чем достаточно, чтобы планета не замерзала. (Впрочем, одна из недавних работ показала, что юное Солнце давало ещё меньше тепла, поэтому другие факторы могли понадобиться в полном объёме.)

Очевидно, что поглощение инфракрасного излучения таким способом играло важную роль лишь до тех пор, пока атмосфера была насыщена водородом. Всё изменилось, как только на сцену вышли бактерии, которые перерабатывают углекислый газ и водород в метан и воду. Метан поглощает инфракрасное излучение лишь на определённой длине волны, и поэтому по достижении определённой концентрации вклад дополнительного метана в парниковый эффект становится незначительным. Метаногены, вероятно, очень быстро достигли этой точки, после чего потребление углекислого газа и водорода стало давать в остатке охлаждающий эффект. Кроме того, высокая концентрация метана должна была привести к образованию дымки, отражавшей солнечный свет.

Поэтому исследователи предполагают, что обширное оледенение, случившееся около 2,9 млрд лет назад, могло быть обусловлено, как ни странно, биологическим производством метана. Здесь остаётся много неизвестных, так что простор для исследований ещё есть.

В комментарии к статье с результатами исследования Джеймс Кастинг из Университета штата Пенсильвания (США) отмечает, что выводы коллег имеют внеземное значение. Если H2 и впрямь способен нагреть планету земного типа, становится возможным существование жизни на аналогичных молодых планетах (в том числе на древнем Марсе), расположенных в десять раз дальше от солнцеподобной звезды, чем Земля.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Прочитано 10489 раз Последнее изменение Воскресенье, 06 Октябрь 2013 17:23

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Наши предки жили на зыбкой почве

06-03-2011 Просмотров:9171 Новости Антропологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Наши предки жили на зыбкой почве

Древние предпочитали селиться в местах, которые имеют нечто общее с современными Неаполем, Сан-Франциско и Стамбулом, кои располагаются в зонах активных тектонических разломов, где высок риск землетрясения, извержения вулканов или того и другого вместе. Пещеры...

Рыба латимерия оказалась обладателем легких

16-09-2015 Просмотров:4334 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Рыба латимерия оказалась обладателем легких

Ученые выяснили, что у рыб латимерий, которые являются классическим примером живых ископаемых, имеются рудиментарное легкое. Возможно, благодаря его уменьшенному размеру латимериям удалось дожить до наших дней. ЛатимерияОб этом говорится в статье...

Геохронологическая шкала

08-03-2013 Просмотров:19509 Геохронологическая шкала Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

  Эон (эонотема)Эра(эратема)Период(система)Эпоха(отдел)Начало,лет назадОсновные события Фанерозой Кайнозой Четвертичный(антропогеновый) Голоцен 11,7 тыс. Конец Ледникового Периода. Возникновение цивилизаций Плейстоцен 2,588 млн Вымирание многих крупных млекопитающих. Появление современного человека Неогеновый Плиоцен 5,33 млн Миоцен 23,0 млн Палеогеновый Олигоцен 33,9 ± 0,1 млн Появление первых человекообразных обезьян. Эоцен 55,8 ± 0,2 млн Появление первых «современных» млекопитающих. Палеоцен 65,5...

Открыта связь между «полярной воронкой» и течениями Атлантики

28-09-2012 Просмотров:7037 Новости Метеорологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Открыта связь между «полярной воронкой» и течениями Атлантики

Ветра, дующие на высоте 15-30 километров, могут воздействовать на течения на глубине полутора километров. Американские ученые из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити смогли доказать,что периодические изменения скорости полярных ветров в стратосфере оказывают...

У летучих мышей обнаружилось два типа эхолокации

12-03-2011 Просмотров:9043 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

У летучих мышей обнаружилось два типа эхолокации

Непрерывные сигналы делают некоторые виды этих млекопитающих более искусными охотниками на насекомых, чем их сородичи, испускающие прерывистый ультразвук. Подковоносы охотятся более умело благодаря непрерывному сканированию окрестностей. (Фото Frank Greenaway.)О том, что...

top-iconВверх

© 2009-2019 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.