A Nap fejlődésének modelljei azt mutatják, hogy a Föld korai története során akár 30 százalékkal kevésbé volt világító, mint most. Egy új tanulmány és egy pillantás a Szaturnusz hold Titánjára utal arra, hogy a Nap mennyire tudta volna a korai Földet melegen tartani. A tudósok szerint a vastag szerves köd, amely több milliárd évvel ezelőtt felborította a Földet, valószínűleg hasonló volt a Titánot borító ködhöz, és megóvta volna a bolygó felmerülő életét az ultraibolya sugárzás káros hatásaitól, miközben felmelegítette a bolygót.
Eric Wolf, a Colorado-Boulder Egyetem és csapata úgy véli, hogy a szerves köd elsősorban metán és nitrogén kémiai melléktermékekből épült fel, amelyeket a fény reakciója hozott létre. Ha a részecskék nagyobb, összetett struktúrákban összerakódnak, egy fraktálméret-eloszlásnak nevezett elrendezésben, akkor a legkisebb részecskék kölcsönhatásba lépnek a rövidhullámú sugárzással, míg a kisebb részecskékből kialakított nagyobb struktúrák a hosszabb hullámhosszokat befolyásolják. A köd nemcsak a Föld korai részét megvédte volna az UV-fénytől, hanem lehetővé tette volna a gázok, például az ammónia felhalmozódását, okozva az üvegházhatást okozó felmelegedést, és talán segítve megakadályozta, hogy a bolygó megfagyjon.
Más kutatók, köztük Carl Sagan, lehetséges megoldásokat javasoltak erre a „korai halvány nap” paradoxonra, amely általában olyan atmoszférákat vonzott be, amelyekben erőteljes üvegházhatású gázok voltak, és amelyek hozzájárulhattak a Föld szigeteléséhez. De bár ezek a gázok megakadályozták volna a sugárzást, az nem lett volna elég melegítve a Földre, hogy az élet kialakuljon.
"Mivel az éghajlat-modellek azt mutatják, hogy a Földet korábban alacsony légszennyeződés miatt csak a légköri szén-dioxid képes melegíteni, ezért más üvegházhatású gázoknak is részt kellett volna venniük" - mondta Wolf. "Úgy gondoljuk, hogy a leglogikusabb magyarázat a metán, amelyet a korai élet során pumpálhatott a légkörbe, amely azt metabolizálta."
A laboratóriumi szimulációk segítették a kutatókat arra a következtetésre jutni, hogy a Föld ködét valószínűleg nagyobb geometriai méretű aggregátum részecskék szabálytalan "láncai" alkotják, hasonlóan azoknak az aeroszoloknak a formájához, amelyekről feltételezik, hogy a Titán vastag atmoszféráját lakják. A Cassini űrhajó 2004-ben a Saturnba érkezése lehetővé tette a tudósoknak, hogy tanulmányozzák a Titánt, az egyetlen holdot a Naprendszerben, amelynek sűrű légköre és folyadéke van a felületén.
Az archeai időszak alatt a Föld légkörében nem volt ózonréteg a bolygó életének védelme érdekében - mondta Wolf. „Az UV-védő metán köd a korai Föld felett, amiről azt feltételezzük, hogy nem csak a Föld felszínét védte volna, hanem alatta lévő légköri gázokat - beleértve az erős üvegházhatású gázt, ammóniát is - megóvta volna, amelyek jelentős szerepet játszottak a korai Föld megőrzésében. meleg."
A kutatók becslése szerint ebben az időszakban évente körülbelül 100 millió tonna köd származik a korai Föld légkörében. "Ha ez a helyzet lenne, akkor a korai Föld atmoszféra szó szerint szerves anyagot csepegtetett volna az óceánokba, biztosítva a mennyből mannát, hogy a legkorábbi élet megmaradjon" - mondta Brian Toon, a CU-Boulder csapatának tagja.
"A metán kulcsa ennek az éghajlati modellnek a futtatásához, tehát most egyik célunk az, hogy meghatározzuk, honnan és hogyan származik" - mondta Toon. Ha a Föld legkorábbi szervezetei nem termelték a metánt, akkor előfordulhat, hogy a gázok kibocsátása a vulkánkitörések során történt, akár az élet felmerülése előtt, akár azután - ez egy hipotézis, amely további tanulmányozást igényel.
Ez az új tanulmány valószínűleg újra felgyújtja Stanley Miller és Harold Urey tudósok által az 1950-es években ellentmondásos kísérlet iránti érdeklődést, amelyben a metánt, az ammóniát, a nitrogént és a vizet egyesítették egy kémcsőbe. Miután Miller és Urey elektromos áramot vezettek a keverékön keresztül, hogy szimulálják a villám vagy az erős UV-sugárzás hatásait, az eredmény egy kis aminosavkészlet létrehozása volt - az élet építőkövei.
"Még sok tennivalónk van a korai Földre vonatkozó új nézetünk finomítása érdekében" - mondta Wolf. "De úgy gondoljuk, hogy ez a cikk számos olyan problémát old meg, amelyek a Föld korai korszakában fennálló homályhoz kapcsolódtak, és valószínűleg szerepet játszottak a bolygó legkorábbi életének kiváltásában vagy legalábbis támogatásában."
Források: CU-Boulder, Tudomány
