Ученые установили, почему на Земле было тепло, когда Солнце было холоднее

Земля была всего лишь кубиком льда, когда возникла наша Солнечная система, когда Солнце было холоднее, чем сегодня. Тем не менее, изначально Земля содержала водянистую субстанцию. Конечно, изначально «слабое молодое Солнце» не давало покоя исследователям на протяжении десятилетий, они хотели заглянуть в прошлое, но не могли сделать это. Но теперь посмотрите на атмосферу одного из спутников Сатурна, который может послужить примером того, какая была Земля на заре своей истории.

В течение первых двух миллиардов лет существования Земли Солнце горело на 25 процентов слабее, нежели сегодня, что, соответственно, делало среднюю температуру на Земле на 25° C холоднее. Но есть геологические доказательства того, что на Земле была жидкая вода в это время, несмотря на среднюю температуру поверхности около -10° C.

Ученые Робин Вордсворт и Раймонд Пьерхумбер, оба из университета Чикаго, увидели возможность решить этот парадокс на примере спутника Сатурна Титана. Несмотря на то, что он находится довольно далеко от Солнца, Титан имеет жидкость на своей поверхности — хотя не известно, вода ли это. Неизвестно это потому, что атмосфера спутника имеет высокую концентрацию водорода и азота, и газы находятся под таким давлением, что их молекулы постоянно сталкиваются, вызывая химическую реакцию, которая подобна тем, что делают парниковые газы.

Вордсворт и Пьерхумбер прибегли к моделированию, чтобы определить, могла ли атмосфера, богатая водородом и азотом, вызвать эффект потепления на древней Земле. Согласно их модели, если на нашей планете на ранней стадии ее существования водород составлял 10 процентов земной атмосферы, а азот находился в двойной или тройной концентрации по сравнению с сегодняшней, средняя температура поверхности Земли была бы от 10 до 15° C выше той, которая должна была быть, если бы не было подобной химической реакции.

Вордсворт считает, что несколько факторов могли бы создать такую атмосферу. Водород извергался в атмосферу вулканами, и древние вулканы могли извергать его больше, чем сегодня. Атмосфера при этом была бы насыщена водородом больше, чем сегодня, потому что уровень кислорода был ниже, и поэтому водород имел меньше вероятности объединяться с ним, составляя молекулы воды. А микробы, которые потребляют водород, возможно, были в то время достаточно редки, их размножение было ограничено из-за недостатка питательных веществ.

Исследование Вордсворта и Пьерхумбера сопровождается комментарием Джеймса Кастинга из Университета штата Пенсильвания. Кастинг говорит, что выводы модели могут быть приложены для научного обоснования жизни на экзопланетах: высокая концентрация водорода в атмосфере планеты может существенно повлиять на развитие жизни, даже если планета холодна и далека от своего солнца.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *