Saulės evoliucijos modeliai rodo, kad ankstyvojoje Žemės istorijoje ji buvo net 30 procentų mažesnė nei dabar. Naujas tyrimas ir Saturno mėnulio Titano žvilgsnis pateikė užuominų, kaip Saulė galėjo išlaikyti ankstyvą Žemę pakankamai šiltą. Mokslininkai teigia, kad tiršta organinė migla, kuri prieš keletą milijardų metų apėmė ankstyvą Žemę, galėjo būti panaši į miglą, apimančią Titaną, ir būtų apsaugojusi kylančią planetos gyvybę nuo žalingo ultravioletinės spinduliuotės poveikio, kartu sušildydama ir planetą.
Erikas Volfas iš Kolorado Boulderio universiteto ir jo komanda mano, kad organinį miglą daugiausia sudarė metano ir azoto cheminiai šalutiniai produktai, sukurti reaguojant su šviesa. Jei dalelės susiburtų į didesnes, sudėtingas struktūras, vadinamą fraktalio dydžio pasiskirstymu, mažiausios dalelės sąveikautų su trumpojo bangos spinduliuote, o didesnės struktūros, sudarytos iš mažesnių dalelių, paveiktų ilgesnius bangos ilgius. Migla ne tik būtų apsaugojusi ankstyvą Žemę nuo UV spindulių, bet ir būtų leidusi kauptis tokioms dujoms kaip amoniakas, sukeldama šiltnamio efektą sukeliančius šiltnamius ir galbūt padėjusi užkirsti kelią planetos užšalimui.
Kiti tyrėjai, įskaitant Carlą Saganą, pasiūlė galimus šio „Ankstyvosios silpnos saulės“ paradokso, kuris paprastai atmosferą apėmė galingomis šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis, kurios galėjo padėti izoliuoti Žemę, sprendimus. Nors šios dujos būtų užblokavusios radiaciją, ji nebūtų pakankamai sušildžiusi Žemės, kad susiformuotų gyvybė.
„Kadangi klimato modeliai rodo, kad ankstyvoji žemė negalėjo būti sušildyta vien atmosferos anglies dioksido dėl mažo jo kiekio, tai turėjo būti susijusios su kitomis šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis“, - teigė Vilkas. „Mes manome, kad logiškiausias paaiškinimas yra metanas, kurį į atmosferą galėjo siurbti ankstyvas gyvenimas, kuris jį metabolizavo“.
Laboratorijos modeliavimas padėjo tyrėjams padaryti išvadą, kad Žemės miglą greičiausiai sudarė netaisyklingos agregato dalelių „grandinės“, turinčios didesnį geometrinį dydį, panašios į aerozolių formą, kuri, kaip manoma, apgyvendina Titano tirštą atmosferą. Erdvėlaivio „Cassini“ atvykimas į Saturną 2004 m. Leido mokslininkams ištirti Titaną - vienintelį Saulės sistemos mėnulį, kurio paviršiuje yra ir tiršta atmosfera, ir skystis.
Archeano laikotarpiu Žemės atmosferoje nebuvo ozono sluoksnio, kuris apsaugotų gyvybę planetoje, sakė Vilkas. „UV spinduliais apsaugomas metano migla virš ankstyvosios Žemės, kuri, mūsų manymu, ne tik būtų apsaugojusi Žemės paviršių, ji būtų apsaugojusi atmosferos dujas po juo - įskaitant galingas šiltnamio efektą sukeliančias dujas, amoniaką -, kurios būtų suvaidinę reikšmingą vaidmenį išlaikant ankstyvą Žemę. šilta. “
Tyrėjai apskaičiavo, kad per šį laikotarpį ankstyvosios žemės atmosferoje kasmet susidaro maždaug 100 milijonų tonų miglos. „Jei tai būtų buvę, ankstyva Žemės atmosfera tiesiogine prasme būtų lašinusi organines medžiagas į vandenynus, suteikdama mananą iš dangaus, kad ji galėtų kuo ilgiau išsilaikyti“, - sakė komandos narys Brianas Toonas, taip pat iš „CU-Boulder“.
„Metanas yra raktas į šį klimato modelį, todėl dabar vienas iš mūsų tikslų yra išsiaiškinti, kur ir kaip jis atsirado“, - sakė Toonas. Jei ankstyviausi Žemės organizmai negamino metano, jis galėjo būti sukurtas išsiskiriant dujoms ugnikalnių išsiveržimų metu prieš arba po pirmojo gyvybės atsiradimo - hipotezė, kurią reikės toliau tirti.
Šis naujas tyrimas greičiausiai dar kartą sužadins susidomėjimą prieštaringu šeštojo dešimtmečio mokslininkų Stanley Millerio ir Haroldo Urey eksperimentu, kurio metu mėgintuvėlyje buvo sujungti metanas, amoniakas, azotas ir vanduo. Po to, kai Milleris ir Urey per mišinį praleido elektros srovę, kad imituotų žaibo ar galingos UV spinduliuotės poveikį, buvo sukurtas nedidelis aminorūgščių baseinas - gyvybės elementai.
„Mes vis dar turime atlikti daugybę tyrimų, kad patobulintume savo naują požiūrį į ankstyvą Žemę“, - sakė Vilkas. "Bet mes manome, kad šis dokumentas išsprendžia daugybę problemų, susijusių su migla, kuri egzistavo ankstyvoje Žemėje ir greičiausiai suvaidino svarbiausią vaidmenį sužadinant ar bent palaikant ankstyviausią planetos gyvenimą."
Šaltiniai: CU-Boulder, Mokslas
