Парадокс молодого Солнца: ученые выяснили, почему Земля не превратилась в замерзшую планету
Путешествие Солнца по галактике и его бурная молодость создали Землю такой, какой мы ее знаем, считают ученые.
Авторы двух исследований выяснили, как путешествие Солнца по нашей галактике Млечный Путь повлияло на формирование климата Земли. Также они выяснили, каким образом молодое тусклое Солнце смогло нагреть Землю миллиарды лет назад, пишет Phys.
В течение миллионов лет климат на Земле постоянно менялся: были периоды глобального потепления и глобального похолодания. Авторы исследования, опубликованного в журнале Annual Review of Astronomy and Astrophysics, пришли к выводу, что температурные колебания на нашей планете были вызваны перемещением Солнца по нашей галактике.
Солнце вместе с Солнечной системой вращается вокруг центра Млечного Пути. Наша планетная система окружена гелиосферой, защитным пузырем, созданным непрерывными потоками солнечного ветра, состоящего из заряженных частиц, исходящих от Солнца во всех направлениях.
За 4,6 миллиарда лет существования Солнца гелиосфера прошла через различные регионы нашей галактики. Моделирование ученых показало, что Солнце проходило по меньшей мере три раза за последние несколько миллионов лет через холодные межзвездные облака, состоящие из водородного газа и пыли. Это происходило примерно 2–3 миллиона лет назад, 6–7 миллионов лет назад и 13–14 миллионов лет назад.
В эти периоды холодные облака давили на гелиосферу и она сжималась таким образом, что Земля оказывалась за пределами защитного пузыря. Результаты моделирования совпадают с геологическими данными, которые показывают большое количество межзвездной пыли в древних осадочных породах. Сжатие гелиосферы, как считают ученые, приводило к появлению длительных периодов глобального похолодания на Земле.
Авторы другого исследования, опубликованного в журнале Astrophysical Journal Letters, предложили решение парадокса слабого молодого Солнца. Давно ученые пытаются понять, каким образом 3 миллиарда лет назад Солнце, которое выделяло намного меньше тепла и света, смогло нагреть Землю настолько, чтобы на ней могла существовать жизнь. Расчеты показывают, что Земля должна была замерзнуть, но на ее поверхности существовала жидкая вода. То есть Земля была теплой даже когда Солнце, казалось бы, не могло обеспечить планету таким количеством тепла.
Ученые знают, что молодые звезды, похожие на Солнце, постоянно выпускают мощные супервспышки, в результате чего по космосу во всех направлениях разлетаются высокоэнергетические частицы.
Вероятно, как считают ученые, поток высокоэнергетических частиц из Солнца мог бы запустить химические реакции, сыгравшие ключевую роль в нагревании Земли миллиарды лет назад.
Ученые создали модель атмосферы ранней Земли в герметичной камере, где смешали азот, аммиак, углекислый газ и угарный газ. Затем в эту смесь направили пучок протонов, который имитировал поток частиц от супервспышек Солнца. Это привело к образованию оксида азота, парникового газа, в 300 раз более мощного, чем углекислый газ. Оксид азота мог помочь ранней Земле удерживать тепло, а также создать необходимые для поддержания жизни условия.
Другие новости науки
- На Солнце появилась мощная вспышка класса М, а также к Земле направляется корональный выброс массы. Есть вероятность появления сильной магнитной бури.
- Ученые обнаружили странную звездную систему из четырех звезд: таких никогда раньше не видели.