Modely slnečnej evolúcie naznačujú, že počas skorej histórie Zeme bola až o 30 percent menej žiarivá ako v súčasnosti. Nová štúdia a pohľad na Saturnov mesiac Titan poskytli náznaky toho, ako by Slnko mohlo dostatočne starú Zem udržiavať dostatočne teplo. Vedci tvrdia, že silné organické oparenie, ktoré bolo zakotveným začiatkom Zeme pred niekoľkými miliardami rokov, sa mohlo podobať oparu, ktorý pokrýva Titan a ktorý by chránil vznikajúci život na planéte pred škodlivými účinkami ultrafialového žiarenia a zároveň by planétu otepľoval.
Eric Wolf z University of Colorado-Boulder a jeho tím veria, že organický zákal bol tvorený predovšetkým chemickými vedľajšími produktmi metánu a dusíka, ktoré vznikli reakciou so svetlom. Ak by sa častice zhlukovali do väčších komplexných štruktúr, čo je usporiadanie známe ako distribúcia veľkosti fraktálov, potom najmenšie častice by interagovali s krátkovlnným žiarením, zatiaľ čo väčšie štruktúry vyrobené z menších častíc by ovplyvňovali dlhšie vlnové dĺžky. Nielenže by opar chránil skorú Zem pred ultrafialovým žiarením, ale umožnil by tiež hromadenie plynov ako amoniak, čo by spôsobovalo otepľovanie skleníkových plynov a možno by pomohlo zabrániť zamrznutiu planéty.
Iní vedci vrátane Carla Sagana navrhli možné riešenia tohto paradoxu „skorého slabého slnka“, ktorý sa vo všeobecnosti týkal atmosféry so silnými skleníkovými plynmi, ktoré by mohli pomôcť izolovať Zem. Ale zatiaľ čo tieto plyny by blokovali žiarenie, neboli by dostatočne zohrievali Zem, aby sa vytvoril život.
„Keďže klimatické modely ukazujú, že Zem sa nemohla zahriať iba atmosférickým oxidom uhličitým kvôli nízkej hladine, museli sa do nej zapojiť aj iné skleníkové plyny,“ uviedol Wolf. "Myslíme si, že najlogickejším vysvetlením je metán, ktorý sa mohol dostať do atmosféry už v ranom veku, ktorý ho metabolizoval."
Laboratórne simulácie pomohli vedcom dospieť k záveru, že pravdepodobnosť vzniku zákalu na Zemi bola vytvorená z nepravidelných „reťazcov“ agregovaných častíc s väčšou geometrickou veľkosťou, podobných tvaru aerosólov, o ktorých sa predpokladá, že zaplňujú hustú atmosféru Titanu. Príchod kozmickej lode Cassini na Saturn v roku 2004 umožnil vedcom študovať Titan, jediný mesiac v slnečnej sústave s hustou atmosférou a tekutinou na svojom povrchu.
Počas archanského obdobia neexistovala v zemskej atmosfére žiadna ozónová vrstva na ochranu života na planéte, uviedol Wolf. „UV metánový zákal nad ranou Zemou, ktorý navrhujeme, by nielen chránil zemský povrch, ale aj chránil atmosférické plyny pod ňou - vrátane silného skleníkového plynu, amoniaku -, ktorý by zohral významnú úlohu pri udržiavaní skorej Zeme. zahriať. "
Vedci odhadovali, že v tomto období bolo v atmosfére starej Zeme ročne produkovaných zhruba 100 miliónov ton zákalu. "Keby to tak bolo, atmosféra ranej Zeme by doslova kvapkala organický materiál do oceánov, čo by poskytovalo mannu z neba pre čo najskorší život," uviedol člen tímu Brian Toon, tiež z CU-Boulder.
„Metán je kľúčom k fungovaniu tohto klimatického modelu, takže jedným z našich cieľov je teraz zistiť, kde a ako vznikol,“ povedal Toon. Ak najranejšie organizmy Zeme metán nevyprodukovali, mohlo sa to vytvoriť uvoľňovaním plynov počas sopečných erupcií buď pred vznikom života alebo po ňom - hypotéza, ktorá si bude vyžadovať ďalšie štúdium.
Táto nová štúdia pravdepodobne znovu podnieti záujem o kontroverzný experiment vedcov Stanleyho Millera a Harolda Ureya v 50-tych rokoch, v ktorých sa metán, amoniak, dusík a voda zmiešali v skúmavke. Keď Miller a Urey pretekali zmesou s elektrickým prúdom, aby simulovali účinky blesku alebo silného UV žiarenia, výsledkom bolo vytvorenie malej skupiny aminokyselín - stavebných blokov života.
"Stále máme veľa výskumu, aby sme vylepšili náš nový pohľad na starú Zem," uviedol Wolf. "Myslíme si však, že tento dokument rieši množstvo problémov spojených s oparom, ktorý existoval na začiatku Zeme a pravdepodobne zohral úlohu pri spúšťaní alebo aspoň podpore najskoršieho života na planéte."
Zdroje: CU-Boulder, Science
