Kas šildė žemę kai saulė dar buvo blyški?

Kas šildė Žemę, kai Saulė
dar buvo blyški?

Prieš daugybę erų, kai Saulė
buvo blyškesnė nei yra dabar,
Žemę nuo apledėjimo
apsaugojo molekulių
susidūrimai atmosferoje. Jie
pasaulį šildė pakankamai, kad
jame galėtų atsirasti gyvybė,
teigia mokslininkai.
Naujai atrastasis šildymo
efektas gali turėti įtakos
mokslininkams apibrėžiant
nežemiškus pasaulius,
kuriuose galėtų klestėti
gyvybė, rašo SPACE.com.
Kai Saulė dar buvo jauna, jos
ryškumas siekė tik 70 proc.
dabartinio, rodo modeliai.
Tačiau per pirmuosius 2 mlrd.
Žemės istorijos metų mūsų
planeta vis tiek buvo
pakankamai šilta, kad viso jos
paviršiaus nepadengtų
ledynai ir kad joje atsirastų
pirmykštė gyvybė.
Mokslininkai, tarp kurių –
Carlas Saganas, pateikė keletą
būdų, kaip būtų galima
paaiškinti taip vadinamą
„blyškios jaunos Saulės
paradoksą". Galbūt šiltnamio
efektą sukuriančios dujos
šildė planetą. Galbūt Saulė
buvo ryškesnė nei anksčiau
manyta. O galbūt ankstyvoji
Žemė sugėrė daugiau saulės
šviesos nei anksčiau teigta.
Tačiau vėliau nustatyta, kad
daugelis šių efektų turi daug
svarbių trūkumų, teigė
tyrimo vadovas Robinas
Wordsworthas, planetų
mokslininkas iš Čikagos
universiteto.
Naujajame tyrime jis su
kolega Raymondu
Pierrehumbertu iškėlė mintį,
kad vandenilio ir azoto
molekulių susidūrimai
ankstyvos Žemės atmosferoje
galėjo padėti sulaikyti
atsklindančią Saulės
spinduliuotę ir sušildyti
planetą.
Molekulės gali sugerti
infraraudonąją šviesą (kuri
dažniausiai skleidžiama kaip
šiluma), kai reaguodamos į
šviesą virpa; Šiltnamio efektą
sukeliančios dujos,
pavyzdžiui, anglies
dvideginis, gali sugerti
infraraudonosios šviesos
fotonus ir sušildyti planetą,
tačiau azoto ir vandenilio
dujos paprastai taip nedaro.
„Tačiau jei atmosfera yra
pakankamai tanki, vandenilio
ir azoto molekulės retkarčiais
susijungs, kai viena su kita
susiduria, suformuodamos
naujas „silpnesnes"
vandenilio azoto molekules.
Šios molekulės virpa labai
įvairiais būdais, o tai leidžia
joms labai efektyviai sugerti
infraraudonos šviesos
fotonus ir taip palaikyti
planetos paviršiaus šilumą", –
aiškino R. Wordsworthas.
Ankstesniuose tyrimuose
teigta, kad ankstyvoje Žemėje
nebuvo daug vandenilio.
„Šiandien vandenilis yra taip
retai Žemės atmosferoje
aptinkamos dujos, kad iš
pirmo žvilgsnio atrodo keista,
kad jos kada nors galėjo
padėti šiltinti klimatą", –
kalbėjo mokslininkas.
Tačiau neseniai atlikti
skaičiavimai rodo, kad
ankstyvosios Žemės
atmosferoje iš tiesų galėjo
būti iki maždaug 30 proc.
vandenilio. R. Wordsworthas
ir R. Pierrehumbertas nustatė,
kad jei ankstyvosios Žemės
atmosferoje buvo 10 proc.
vandenilio dujų, jos
paviršiaus temperatūrą
galbūt galėjo pakelti 10–15
laipsnių.
Vandenilio-azoto šiltėjimas
ypač įdomus todėl, kad jis turi
didelę reikšmę biosferos
vystymuisi, pažymėjo R.
Wordsworthas. Iki šiol tyrėjai
manė, kad ankstyvoje Žemėje
turėjo vyrauti metano dujas
gaminantys, vandenilį
naudojantys mikrobai, nes jie
manė, kad planetai sušildyti
būtinas atmosferoje esantis
metanas.
„Ši idėja turi sunkumų, nes
ankstyvosios Žemės
sąlygomis metanas iš tiesų
buvo gana neefektyvios
šiltnamio efektą sukeliančios
dujos. Mūsų tyrimas rodo,
kad Žemė galėjo būti šilta net
ir tuomet, jei ankstyvoji
biosfera nebūtų išskyrusi
didžiulių metano kiekių", –
sakė R. Wordsworthas.
Iš tiesų galėjo būti, kad šie
mikrobai ne šildė klimatą,
išskirdami metaną, kaip
anksčiau manyta, o jį vėsino,
sunaudodami vandenilį.
Šis šiltėjimo efektas gali būti
labai svarbus, tyrinėjant kitų
planetų klimatus. „Tai gali
padėti praplėsti didesnių
planetų, vadinamų
„superžemėmis", esančių toli
nuo motininių žvaigždžių,
gyvybei tinkamos zonos
apibrėžimą", – pažymėjo R.
Wordsworthas.
Žvaigždės gyvybei tinkama
zona apibrėžiama kaip sritis,
kurioje esančios planetos
paviršius pakankamai šiltas,
kad jame galėtų egzistuoti
skystas vanduo. Kadangi
Žemėje gyvybė randama
beveik visur, kur tik yra
skysto vandens, šis šiltėjimo
efektas gali būti svarbus ir
ieškant bioženklų kituose
pasauliuose, teigia
mokslininkams. Manoma,
kad superžemių atmosferose
yra pakankamai daug
vandenilio ir azoto.