Saules evolūcijas modeļi norāda, ka Zemes agrīnajā vēsturē tā bija par 30 procentiem mazāka, nekā tas ir tagad. Jauns pētījums un Saturna mēness Titāna apskats ir sniedzis norādes par to, kā Saule varēja agrīno Zemi uzturēt pietiekami siltu. Zinātnieki saka, ka bieza organiska dūmaka, kas pirms vairākiem miljardiem gadu iekļāva Zemes agrīnajā daļā, varētu būt līdzīga tai dūmai, kas aptver Titānu, un tā būtu pasargājusi topošo planētas dzīvību no ultravioletā starojuma kaitīgās ietekmes, vienlaikus sildot planētu.
Ēriks Volfs no Kolorādo-Bouldera universitātes un viņa komanda uzskata, ka organisko miglu galvenokārt veidoja metāna un slāpekļa ķīmiskie blakusprodukti, kas radīti, reaģējot ar gaismu. Ja daļiņas saliptu kopā lielākās, sarežģītās struktūrās, kas sauktas par fraktāļu lieluma sadalījumu, tad mazākās daļiņas mijiedarbotos ar īsviļņu starojumu, savukārt lielākās struktūras, kas veidotas no mazākām daļiņām, ietekmētu garākus viļņu garumus. Ne tikai dūmaka būtu agrīni Zemi pasargājusi no ultravioletajiem stariem, bet tā būtu ļāvusi uzkrāties gāzēm, piemēram, amonjakam, izraisot siltumnīcu sasilšanu un, iespējams, palīdzējusi novērst planētas sasalšanu.
Citi pētnieki, ieskaitot Karlu Saganu, ir ierosinājuši iespējamos risinājumus šim “Early Faint Sun” paradoksam, kas parasti atmosfēru ietvēra ar spēcīgām siltumnīcefekta gāzēm, kas varētu būt palīdzējuši nosiltināt Zemi. Bet, lai arī šīs gāzes būtu bloķējušas radiāciju, tas nebūtu pietiekami uzsildījis Zemi, lai dzīvība veidotos.
"Tā kā klimata modeļi rāda, ka Zemi agrīni nevarēja sasildīt tikai ar atmosfēras oglekļa dioksīdu tā zemā līmeņa dēļ, ir jābūt iesaistītām citām siltumnīcefekta gāzēm," sacīja Vilks. "Mēs domājam, ka visloģiskākais izskaidrojums ir metāns, kuru, iespējams, iesūknēja atmosfērā agrīnā dzīve, kas to metabolizēja."
Laboratorijas simulācijas palīdzēja pētniekiem secināt, ka Zemes miglu, iespējams, veidoja neregulāras agregātu daļiņu “ķēdes” ar lielāku ģeometrisko izmēru, līdzīgas aerosolu formai, kas, domājams, apdzīvo Titāna biezo atmosfēru. Kosmosa kuģa Cassini ierašanās Saturnā 2004. gadā ļāva zinātniekiem izpētīt Titānu - vienīgo Saules sistēmas mēnesi, kura virsmā ir gan blīva atmosfēra, gan šķidrums.
Arhejas periodā Zemes atmosfērā nebija ozona slāņa, lai aizsargātu dzīvību uz planētas, sacīja Vilks. “UV aizsardzība pasargājošais metāna migla pār agru Zemi, par kuru mēs iesakām, ne tikai būtu aizsargājusi Zemes virsmu, bet arī būtu pasargājusi atmosfēras gāzes zem tās - ieskaitot jaudīgo siltumnīcefekta gāzi, amonjaku -, kam būtu bijusi nozīmīga loma agrās Zemes saglabāšanā. silts. ”
Pētnieki lēš, ka šajā laika posmā agrīnās Zemes atmosfērā gadā tika saražoti aptuveni 100 miljoni tonnu miglas. "Ja tas tā būtu, Zemes agrīnā atmosfēra burtiski būtu pilinājusi organiskos materiālus okeānos, nodrošinot mannu no debesīm, lai pēc iespējas ātrāk dzīvotu," sacīja komandas loceklis Braiens Toons, arī no CU-Boulder.
"Metāns ir atslēga, lai šis klimata modelis darbotos, tāpēc viens no mūsu mērķiem tagad ir noskaidrot, kur un kā tas radies," sacīja Toons. Ja agrākie Zemes organismi neražoja metānu, iespējams, to radīja gāzu izdalīšanās vulkānu izvirdumu laikā pirms vai pēc dzīvības pirmās parādīšanās - hipotēze, kas prasīs turpmāku izpēti.
Šis jaunais pētījums, iespējams, atkārtoti izraisīs interesi par pretrunīgi vērtēto zinātnieku Stenlija Millera un Harolda Ūreja eksperimentu piecdesmitajos gados, kurā metāns, amonjaks, slāpeklis un ūdens tika apvienoti mēģenē. Pēc tam, kad Millers un Urijs vadīja elektrisko strāvu caur maisījumu, lai modelētu zibens vai spēcīga ultravioletā starojuma iedarbību, rezultāts bija neliela aminoskābju kopuma izveidošana - dzīves celtniecības bloki.
"Mums joprojām ir jāveic daudz pētījumu, lai precizētu mūsu jauno skatu uz agrīno Zemi," sacīja Vilks. "Bet mēs domājam, ka šis raksts atrisina vairākas problēmas, kas saistītas ar miglu, kas pastāvēja jau Zemes sākumā, un, iespējams, tai bija nozīme, lai izsauktu vai vismaz atbalstītu agrāko dzīvību uz planētas."
Avoti: CU-Boulder, Zinātne
