Парадокс слабого молодого Солнца: ученые дали ответ, почему ранняя Земля не замерзла

Несколько миллиардов лет назад Солнце излучало гораздо меньше света, но на Земле было "тепло и уютно". Очень высокий уровень углекислого газа в атмосфере Земли может быть объяснением высоких температур на поверхности молодой планеты 3-4 миллиарда лет назад, сообщает Scitechdaily.

Парадокс слабого молодого Солнца

В то время яркость Солнца составляла от 70 до 80% от нынешней. Тем не менее, климат на молодой Земле, был довольно теплым. Это явление известное как "парадокс слабого молодого Солнца". Без парниковых газов молодая Земля превратилась бы в глыбу льда. Ученые не могут прийти к единому мнению, был ли причиной теплого климата углекислый газ, метан или совершенно другой парниковый газ.

Новое исследование Даниэля Хервартца из Кельнского университета, Андреаса Пака из Геттингенского университета и Торстена Нагеля из Орхусского университета (Дания) предполагает, что высокие уровни CO2 являются правдоподобным объяснением. Это также решило бы еще одну геонаучную проблему: слишком высокую температуру океана.

Один из самых обсуждаемых вопросов в науке о Земле касается температуры первых океанов. Есть данные, что они были очень горячими — выше 70 °C.

Все дело в СО2

Модели из нового исследования показывают, что высокие уровни CO2 в атмосфере могли быть причиной высокой температуры и на поверхности, и в океанах. Вполне вероятно, что в атмосфере было также много метана. Но это никак не повлияло бы на температуру океана.

На Земле СО2 в конечном итоге был удален из атмосферы и океана и сохранился в виде угля, нефти, газа и черных сланцев, а также в известняке. Эти резервуары углерода в основном расположены на континентах. Однако молодая Земля была в значительной степени покрыта океанами, а континентов почти не было, поэтому мест для хранения углерода было мало.

Тектоника плит

"Это объясняет огромные уровни CO2 на молодой Земле с сегодняшней точки зрения. Примерно три миллиарда лет назад тектоника плит и развитие массивов суши, в которых мог сохраняться углерод в течение длительного периода времени, только набирали скорость", — говорит Торстен Нагель из Орхусского университета.

Что касается углеродного цикла, начало тектоники плит все изменило. Большие массивы суши с горами обеспечили более быстрое выветривание силикатов, которые превратили CO2 в известняк. Вдобавок углерод оказался в "ловушке" в мантии Земли по мере погружения океанических плит.

Таким образом, тектоника плит привела к резкому падению содержания CO2 в атмосфере. Последующие ледниковые периоды показывают, что на Земле стало значительно холоднее.

Быстро — это несколько сотен миллионов лет

"Предыдущие исследования уже показали, что содержание известняка в древних базальтовых породах указывает на резкое падение уровня CO2 в атмосфере. Это хорошо сочетается с одновременным увеличением количества изотопов кислорода. Все указывает на то, что содержание CO2 в атмосфере быстро снизилось после начала тектоники плит", — говорит Дэниель Хервартц. Однако в этом контексте "быстро" означает несколько сотен миллионов лет.