Risinājums vājās jaunās saules paradoksam

Runājot par dzīvības izcelsmi uz Zemes pirms aptuveni četriem miljardiem gadu, pastāv problēma. Tajā laikā jaunā Saule bija aptuveni par 75 procentiem blāvāka nekā tagad. Tas būtu padarījis Zemi ievērojami vēsāku, patiesībā pārāk aukstu šķidram ūdenim.

Tomēr mēs zinām, ka šķidrais ūdens ir dzīvībai būtisks, un no fosilajiem ierakstiem zinām, ka tajā laikā uz Zemes pastāvēja dzīvība. Jābūt klāt šķidram ūdenim. Tātad, kas uzturēja ūdeni siltu?

Šī problēma, kas pazīstama kā vājās jaunās Saules paradokss, ir satraukusi astronomus kopš 1970. gadiem, kad uz to norādīja Karls Sagans un draugi. Viņš ierosināja, ka Zemes atmosfēra tajā laikā bija bagāta ar oglekļa dioksīdu un ka no tā izrietošais siltumnīcas efekts bija atbildīgs par sasilšanu. Tomēr citi pierādījumi liecina, ka atmosfērā nevarēja būt pietiekami daudz CO2, lai veiktu šo triku. ArXiv emuārs ir apskatījis pie citiem iespējamiem risinājumiem arī pagātnē.

Šodien Kristofers Karofs no Birmingemas universitātes un viņa dzīvesbiedrs izsaka jaunu ierosinājumu, pamatojoties uz pētījumu par kappa Ceti, zvaigzni aptuveni 30 gaismas gadu attālumā Cetus zvaigznājā, kas ir ļoti līdzīga mūsu Saulei, jo tā būtu bijusi četri miljardi. gadiem.

Izrādās, ka Kappa Ceti ir nedaudz interesantāks, nekā astronomi kādreiz domāja. Šī jaunā zvaigzne, saka Karofs, rada uzliesmojumus un koronālās masas izmešanu ar ātrumu, kas ir par trim kārtām lielāks nekā mūsu Saule šodien. Protams, tas nozīmē, ka mūsu Saulei bija jābūt tikpat aktīvai, kad tā bija tikpat veca kā kappa Ceti (apmēram 700 miljonus gadu veca).

Bet ko tad? Kā koronālās masas izmešana ir padarījusi Zemi karstāku? Atbilde slēpjas fenomenā, kas pazīstams kā Forbuša samazināšanās pēc astronoma Skota Forbuša, kurš 20. gadsimta 30. un 40. gados pētīja galaktikas komiskos starus.

Forbušs atklāja, ka galaktisko kosmisko staru skaits, kas skar Zemi, samazinās līdz pat 30 procentiem vienas dienas laikā pēc tam, kad Saule rada koronālās masas izmešanu. Iemesls ir tāds, ka šīs izmešanas ir milzīgi jonizētas gāzes mākoņi, ko ieskauj spēcīgi magnētiskie lauki. Šie lauki vienkārši virza kosmiskos starus prom no Zemes.

Tātad, ja agrīnā Saule radītu daudz vairāk koronālās masas izmešanas, uz Zemes būtu ieradies daudz mazāk kosmisko staru.

Un šeit parādās cita ideja. Pēdējos gados dažādi klimatologi izteikuši pieņēmumus, ka kosmiskie stari rada mākoņu veidošanos zemākajos atmosfēras slāņos. Ideja ir tāda, ka tie jonizē molekulas un putekļu daļiņas, kas pēc tam kļūst par kontaktpunktiem, kur pilieni kondensējas.

Tātad mazāk kosmisko staru rada mazāk mākoņu. Ir pat daži pierādījumi, ka mākoņu sega samazinās Forbush samazināšanās laikā, lai gan ir godīgi teikt, ka par to pastāv strīdi.

Tātad Karoffa domāšana ir šāda. Vairāk koronālās masas izsviedes Zemes pagātnē noved pie mazāka kosmisko staru nonākšanas Zemē, kā rezultātā samazinās mākoņu sega. Mazāks mākoņu segums nozīmēja, ka mazāk saules gaismas būtu atstarots atpakaļ kosmosā, kas būtu ļāvis virsmai uzkarst.

Un tieši tas pirms četriem miljardiem gadu saglabāja ūdeni uz Zemes virsmas šķidru.

Sapratu?

Atsauce: arxiv.org/abs/1003.6043 : Kā saule ietekmēja klimatu, kad uz Zemes attīstījās dzīvība? - Gadījuma izpēte par jauno saules dvīni Kapu Ceti

paslēpties