Modelele de evoluție a Soarelui indică că acesta a fost cu până la 30% mai puțin luminos în timpul istoriei timpurii a Pământului decât este acum. Dar, cumva, suprafața planetei era suficient de caldă pentru ca viața primordială să apară. Un nou studiu și o privire asupra lunii Titan a lui Saturn au oferit indicii despre modul în care Soarele ar fi putut menține Pământul timpuriu suficient de cald. Oamenii de știință spun că o ceață organică groasă care a învăluit Pământul timpuriu cu câteva miliarde de ani în urmă ar fi putut fi similară cu cea care acoperă Titan și ar fi protejat viața emergentă de pe planetă de efectele dăunătoare ale radiațiilor ultraviolete, în timp ce încălzește și planeta.
Eric Wolf de la Universitatea din Colorado-Boulder și echipa sa cred că ceața organică a fost alcătuită în principal din metan și produse secundare chimice de azot create de reacțiile cu lumina. Dacă particulele se adună în structuri mai mari și complexe, un aranjament cunoscut sub numele de distribuție a dimensiunii fractale, atunci cele mai mici particule ar interacționa cu radiația de unde scurte, în timp ce structurile mai mari formate din particule mai mici ar afecta lungimi de undă mai lungi. Nu numai că ceața ar fi protejat Pământul timpuriu de lumina UV, dar ar fi permis acumularea de gaze precum amoniacul, provocând încălzirea cu efect de seră și poate ajuta la prevenirea înghețului planetei.
Alți cercetători, inclusiv Carl Sagan, au propus soluții posibile la acest paradox al „Soarelui slab timpuriu”, care implica, în general, atmosfere cu gaze puternice cu efect de seră care ar fi putut ajuta la izolarea Pământului. Dar, în timp ce acele gaze ar fi blocat radiația, nu ar fi încălzit suficient Pământul pentru a se forma viața.
„Deoarece modelele climatice arată că Pământul timpuriu nu ar fi putut fi încălzit doar de dioxidul de carbon din atmosferă din cauza nivelurilor sale scăzute, trebuie să fi fost implicate alte gaze cu efect de seră”, a spus Wolf. „Credem că cea mai logică explicație este metanul, care este posibil să fi fost pompat în atmosferă de către viața timpurie care îl metaboliza.”
Simulările de laborator i-au ajutat pe cercetători să concluzioneze că ceața Pământului era probabil formată din „lanțuri” neregulate de particule agregate cu dimensiuni geometrice mai mari, similare cu forma aerosolilor despre care se crede că populează atmosfera groasă a lui Titan. Sosirea navei spațiale Cassini la Saturn în 2004 a permis oamenilor de știință să studieze Titan, singura lună din sistemul solar cu atât o atmosferă densă, cât și lichid pe suprafața sa.
În perioada arheană nu a existat un strat de ozon în atmosfera Pământului care să protejeze viața de pe planetă, a spus Wolf. „Ceața de metan care protejează UV de pe Pământul timpuriu, sugerăm, nu numai că ar fi protejat suprafața Pământului, ci ar fi protejat gazele atmosferice de sub acesta - inclusiv puternicul gaz cu efect de seră, amoniacul - care ar fi jucat un rol semnificativ în menținerea Pământului timpuriu. cald.'
Cercetătorii au estimat că au existat aproximativ 100 de milioane de tone de ceață produsă anual în atmosfera Pământului timpuriu în această perioadă. „Dacă acesta ar fi fost cazul, o atmosferă timpurie a Pământului ar fi picurat literalmente material organic în oceane, furnizând mană din ceruri pentru a se întreține cea mai timpurie viață”, a spus Brian Toon, membru al echipei, de asemenea de la CU-Boulder.
„Metanul este cheia pentru ca acest model climatic să funcționeze, așa că unul dintre obiectivele noastre acum este să identificăm unde și cum a apărut”, a spus Toon. Dacă cele mai timpurii organisme de pe Pământ nu au produs metanul, este posibil să fi fost generat de eliberarea de gaze în timpul erupțiilor vulcanice, fie înainte, fie după apariția vieții - o ipoteză care va necesita studii suplimentare.
Acest nou studiu va reaprinde probabil interesul pentru un experiment controversat al oamenilor de știință Stanley Miller și Harold Urey în anii 1950 în care metanul, amoniacul, azotul și apa au fost combinate într-o eprubetă. După ce Miller și Urey au trecut un curent electric prin amestec pentru a simula efectele fulgerelor sau ale radiațiilor UV puternice, rezultatul a fost crearea unui mic bazin de aminoacizi - elementele de bază ale vieții.
„Avem încă multe cercetări de făcut pentru a ne rafina noua viziune asupra Pământului timpuriu”, a spus Wolf. „Dar credem că această lucrare rezolvă o serie de probleme asociate cu ceața care a existat peste Pământul timpuriu și care probabil a jucat un rol în declanșarea sau cel puțin în susținerea primei vieți de pe planetă.”
Surse: CU-Boulder , Știință