На uCrazy 15 лет 4 месяца
Разгадка парадокса слабого Солнца: Как возможно было наличие жидкой воды на Земле 4 миллиарда лет назад, несмотря на недостаточное тепло от Солнца?
Примерно 4 млрд лет назад, на нашей планете зарождалась жизнь. Геологические данные свидетельствуют о том, что климат тогда был теплым и влажным – идеальные условия для появления первых микроорганизмов.
Но тут в игру вступают астрофизики и переворачивают все с ног на голову.
Астрофизики, утверждают, что 4 миллиарда лет назад Солнце светило на 30% тусклее, чем сейчас. По их расчетам, Земля должна была быть скована льдом – и была настолько холодной, что даже мысли о жидкой воде, не говоря уже о жизни, кажутся абсурдными.
Получается нестыковка. Как же так? Геологические данные твердят об одном, а астрофизические модели – совершенно о другом. Вот он, парадокс слабого молодого Солнца.
Как же объяснить парадокс слабого молодого Солнца?
Ученые предлагают несколько гипотез, каждая из которых по-своему интересна.
1. Парниковый эффект
В 1981 году Джеймс Кастинг из Пенсильванского государственного университета и его коллеги предположили, что спасти молодую Землю от обледенения мог мощный парниковый эффект.
Вместо спокойных пейзажей, которые мы видим сегодня, поверхность Земли покрыта тысячами вулканов, извергающих в атмосферу огромное количество углекислого газа.
CO2 – известный парниковый газ, он удерживает тепло, не давая ему рассеиваться в космос. По расчетам Кастинга, даже если Земля и успевала покрыться льдом, вулканы быстро разогревали бы её обратно.
Теория выглядит логично, но как её проверить? Увы, атмосфера 4-миллиардной давности не сохранилась, поэтому найти прямые доказательства парникового эффекта крайне сложно.
2. Землю помогла обогреть Луна
В 2021 году команда исследователей во главе с Рене Хеллером из Института исследования Солнечной системы Общества Макса Планка обратили внимание на нашу ближайшую соседку – Луну.
Сегодня Луна кажется весьма далёкой, но так было не всегда. 4 миллиарда лет назад она находилась в 3 раза ближе к Земле, и её гравитационное воздействие было гораздо сильнее.
Гравитация Луны вызывала приливные силы внутри самой Земли, заставляя её недра разогреваться. Этот процесс, называемый приливным нагревом, мог вносить свой вклад в поддержание комфортной температуры на планете.
Конечно, одной Луны вряд ли хватило бы, чтобы полностью компенсировать слабость молодого Солнца. Но она могла дать Земле необходимый импульс, разогрев её на несколько градусов и стимулируя вулканическую активность.
3. Солнце – источник не только света, но и тепла (иногда – слишком сильного)
Учёные из NASA, изучая данные телескопа «Кеплер», предложили ещё одну смелую гипотезу. Они заметили, что молодые звёзды, подобные нашему Солнцу, склонны к мощным вспышкам – выбросам корональной массы. Согласно наблюдениям телескопа «Кеплер», молодые звезды могут производить до 10 выбросов в день.
Магнитное поле молодой Земли было намного слабее, чем сейчас. Поэтому супервспышки на Солнце, хоть и представляли опасность, могли также нагревать атмосферу нашей планеты.
Более того, учёные предполагают, что супервспышки могли способствовать образованию в атмосфере Земли оксида азота – ещё одного парникового газа. Так что, возможно, именно благодаря своей бурной молодости Солнце невольно помогло зародиться жизни на нашей планете.
4. Слабое Солнце — не проблема, а решение
Астрофизик Мартин Тюрбе из Французского национального центра научных исследований предлагает взглянуть на парадокс с другой стороны. Что, если слабое молодое Солнце было не проблемой, а решением?
В своей работе, опубликованной в 2021 году, он смоделировал климат ранней Венеры. И выяснил, что даже при более слабом Солнце эта планета никогда не была достаточно прохладной для существования жидкой воды.
Если бы молодое Солнце излучало больше энергии, Земля могла бы разделить печальную судьбу своей соседки и превратиться в ад, укутанный плотной атмосферой из углекислого газа. Так что, возможно, именно благодаря своей «слабости» Солнце дало шанс жизни на Земле.
5. А может, мы просто что-то не учитываем?
И наконец, самая простая, но не менее важная: а что, если наши модели эволюции звёзд несовершенны или вовсе ошибочны? Мы знаем, что звёзды меняются со временем, но насколько точно мы можем смоделировать их прошлое? Возможно, молодое Солнце было не таким уж и слабым, как мы думаем. Может быть, у него были какие-то особенности, которые мы ещё не можем объяснить.
Какая из гипотез кажется вам наиболее вероятной? А быть может, вы считаете, что истина кроется в сочетании нескольких факторов? Поделитесь своими мыслями в комментариях
Получается нестыковка. Как же так? Геологические данные твердят об одном, а астрофизические модели – совершенно о другом. Вот он, парадокс слабого молодого Солнца.
Как же объяснить парадокс слабого молодого Солнца?
Ученые предлагают несколько гипотез, каждая из которых по-своему интересна.
1. Парниковый эффект
В 1981 году Джеймс Кастинг из Пенсильванского государственного университета и его коллеги предположили, что спасти молодую Землю от обледенения мог мощный парниковый эффект.
Вместо спокойных пейзажей, которые мы видим сегодня, поверхность Земли покрыта тысячами вулканов, извергающих в атмосферу огромное количество углекислого газа.
CO2 – известный парниковый газ, он удерживает тепло, не давая ему рассеиваться в космос. По расчетам Кастинга, даже если Земля и успевала покрыться льдом, вулканы быстро разогревали бы её обратно.
Теория выглядит логично, но как её проверить? Увы, атмосфера 4-миллиардной давности не сохранилась, поэтому найти прямые доказательства парникового эффекта крайне сложно.
2. Землю помогла обогреть Луна
В 2021 году команда исследователей во главе с Рене Хеллером из Института исследования Солнечной системы Общества Макса Планка обратили внимание на нашу ближайшую соседку – Луну.
Сегодня Луна кажется весьма далёкой, но так было не всегда. 4 миллиарда лет назад она находилась в 3 раза ближе к Земле, и её гравитационное воздействие было гораздо сильнее.
Гравитация Луны вызывала приливные силы внутри самой Земли, заставляя её недра разогреваться. Этот процесс, называемый приливным нагревом, мог вносить свой вклад в поддержание комфортной температуры на планете.
Конечно, одной Луны вряд ли хватило бы, чтобы полностью компенсировать слабость молодого Солнца. Но она могла дать Земле необходимый импульс, разогрев её на несколько градусов и стимулируя вулканическую активность.
3. Солнце – источник не только света, но и тепла (иногда – слишком сильного)
Учёные из NASA, изучая данные телескопа «Кеплер», предложили ещё одну смелую гипотезу. Они заметили, что молодые звёзды, подобные нашему Солнцу, склонны к мощным вспышкам – выбросам корональной массы. Согласно наблюдениям телескопа «Кеплер», молодые звезды могут производить до 10 выбросов в день.
Магнитное поле молодой Земли было намного слабее, чем сейчас. Поэтому супервспышки на Солнце, хоть и представляли опасность, могли также нагревать атмосферу нашей планеты.
Более того, учёные предполагают, что супервспышки могли способствовать образованию в атмосфере Земли оксида азота – ещё одного парникового газа. Так что, возможно, именно благодаря своей бурной молодости Солнце невольно помогло зародиться жизни на нашей планете.
4. Слабое Солнце — не проблема, а решение
Астрофизик Мартин Тюрбе из Французского национального центра научных исследований предлагает взглянуть на парадокс с другой стороны. Что, если слабое молодое Солнце было не проблемой, а решением?
В своей работе, опубликованной в 2021 году, он смоделировал климат ранней Венеры. И выяснил, что даже при более слабом Солнце эта планета никогда не была достаточно прохладной для существования жидкой воды.
Если бы молодое Солнце излучало больше энергии, Земля могла бы разделить печальную судьбу своей соседки и превратиться в ад, укутанный плотной атмосферой из углекислого газа. Так что, возможно, именно благодаря своей «слабости» Солнце дало шанс жизни на Земле.
5. А может, мы просто что-то не учитываем?
И наконец, самая простая, но не менее важная: а что, если наши модели эволюции звёзд несовершенны или вовсе ошибочны? Мы знаем, что звёзды меняются со временем, но насколько точно мы можем смоделировать их прошлое? Возможно, молодое Солнце было не таким уж и слабым, как мы думаем. Может быть, у него были какие-то особенности, которые мы ещё не можем объяснить.
Какая из гипотез кажется вам наиболее вероятной? А быть может, вы считаете, что истина кроется в сочетании нескольких факторов? Поделитесь своими мыслями в комментариях
Комментарии1
