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

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.

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.