Парадокс слабкого молодого Сонця: вчені дали відповідь, чому рання Земля не замерзла

Земля, Сонце
Фото: SciTechDaily

На ранній Землі було досить жарко, а температура води в океанах сягала майже 70 градусів за Цельсієм.

Кілька мільярдів років тому Сонце випромінювало набагато менше світла, але на Землі було "тепло і затишно". Дуже високий рівень вуглекислого газу в атмосфері Землі може бути поясненням високих температур на поверхні молодої планети 3-4 мільярди років тому, повідомляє Scitechdaily.

Парадокс слабкого молодого Сонця

У той час яскравість Сонця становила від 70 до 80% від нинішньої. Проте, клімат на молодій Землі, був досить теплим. Це явище відоме як "парадокс слабкого молодого Сонця". Без парникових газів молода Земля перетворилася б на брилу льоду. Учені не можуть дійти єдиної думки, чи був причиною теплого клімату вуглекислий газ, метан або зовсім інший парниковий газ.

Нове дослідження Даніеля Хервартца з Кельнського університету, Андреаса Пака з Геттінгенського університету та Торстена Нагеля з Орхуського університету (Данія) передбачає, що високі рівні CO2 є правдоподібним поясненням. Це також вирішило б ще одну геонаукову проблему: занадто високу температуру океану.

Один із найбільш обговорюваних питань у науці про Землю стосується температури перших океанів. Є дані, що вони були дуже гарячими — вище 70°C.

Уся справа в СО2

Моделі з нового дослідження показують, що високі рівні CO2 в атмосфері могли бути причиною високої температури і на поверхні, і в океанах. Цілком ймовірно, що в атмосфері було також багато метану. Але це ніяк не вплинуло б на температуру океану.

На Землі СО2 в кінцевому підсумку був видалений з атмосфери й океану та зберігся у вигляді вугілля, нафти, газу і чорних сланців, а також у вапняку. Ці резервуари вуглецю здебільшого розташовані на континентах. Однак молода Земля була значною мірою покрита океанами, а континентів майже не було, тому місць для зберігання вуглецю було мало.

Земля, океан, атмосфера, рання Земля
Фото: wikipedia

Тектоніка плит

"Це пояснює величезні рівні CO2 на молодій Землі із сьогоднішньої точки зору. Приблизно три мільярди років тому тектоніка плит і розвиток масивів суші, в яких міг зберігатися вуглець протягом тривалого періоду часу, тільки набирали швидкість", — говорить Торстен Нагель з Орхуського університету.

Що стосується вуглецевого циклу, початок тектоніки плит усе змінив. Великі масиви суші з горами забезпечили більш швидке вивітрювання силікатів, які перетворили CO2 на вапняк. До того ж вуглець опинився в "пастці" в мантії Землі в міру занурення океанічних плит.

Так, тектоніка плит призвела до різкого падіння вмісту CO2 в атмосфері. Наступні льодовикові періоди показують, що на Землі стало значно холодніше.

Швидко — це кілька сотень мільйонів років

"Попередні дослідження вже показали, що вміст вапняку в древніх базальтових породах вказує на різке падіння рівня CO2 в атмосфері. Це добре поєднується з одночасним збільшенням кількості ізотопів кисню. Усе вказує на те, що вміст CO2 в атмосфері швидко знизився після початку тектоніки плит", — каже Деніел Хервартц. Однак у цьому контексті "швидко" означає кілька сотень мільйонів років.