Парадокс слабого молодого солнца.

В те далекие-далекие времена, когда Солнце было молодым, а Земля еще недавно зародилась, появилась на Земле Жизнь ... А теперь - к главному!

Парадокс слабого молодого Солнца - это противоречие между климатическими данными далекого прошлого и астрофизическими моделями эволюции Солнца. В чем же нестыковка?

4,5 миллиарда лет назад, когда появилась Земля, Солнце освещало её куда слабее, чем сейчас. Общепринятая модель эволюции звезд утверждает, что в те времена наше Солнце излучало приблизительно на 30 % меньше энергии, чем сейчас. При таких условиях вода на поверхности Земли должна была бы полностью замёрзнуть ...

Однако, геологические исследования архейских осадочных пород показывают, что в эту эпоху на Земле был влажный и теплый климат. В условиях глобального оледенения, возможно, не смогла бы возникнуть жизнь.

Непонятно, что согревало Землю?

Многие учёные объясняют этот парадокс глобальным парниковым эффектом, действовавшим в ранней истории Земли, и вызванным очень высокими концентрациями вулканических газов, таких как углекислый газ и метан. Но, как показывают расчеты, их было бы недостаточно для обогрева Земли.

Также существует версия, что излучаемого Солнцем тепла было достаточно для поддержания жизни, так как планета Земля располагалась ближе к Солнцу, чем сейчас.

В последнее время учеными разработана еще одна версия решения парадокса.

Найден газ, который в те далекие времена защищал древнюю Землю от замораживания и тем самым способствовал зарождению жизни. Это азот! А помогла ученым сделать такой вывод планета Венера.

В настоящее время в атмосфере Венеры очень большое количество азота, гораздо больше, чем у Земли. Атмосферный азот создает дополнительное давление. Это дополнительное атмосферное давление способствует значительному повышению количества тепла, поглощаемого нижними слоями атмосферы за счет солнечных лучей, отражённых от поверхности Земли. То есть этот процесс усугубляет парниковый эффект.

А что же на Земле?

Оказывается, 2,5 миллиарда лет назад углекислого газа в атмосфере Земли было примерно в 25 раз больше, чем сейчас.

Как это установили?

Учёные проверили изотопный состав осадочных и горных пород Земли. Интересно, что атомы азота, которые были когда-то в атмосфере Земли, и те, что всегда существовали только в почве, отличаются.

Оказалось, что со времён архея (3,8–2,5 миллиарда лет назад) значительное количество атмосферного азота осело в осадочных породах и камнях. В наше время земные кора и мантия хранят в себе почти в два раза больше азота, чем нынешняя атмосфера Земли.

А между тем, того излишнего давления, которое мог бы организовать этот осевший азот, будучи свободным, хватило бы по крайней мере на частичный согрев планеты (на 4,4 °C) и избавление от обледенения.

Компьютерные модели, построенные учёными, показали, что температура на поверхности Земли при условии удвоения количества атмосферного азота должна была быть на 12-15 градусов выше, чем без этого добавочного газа. Вот и объяснение парадокса. И хотя пока перед нами лишь одна из возможных версий, она выглядит вполне убедительно.

Источник: http://class-fizika.spb.ru/