Τα μοντέλα της εξέλιξης του Ήλιου δείχνουν ότι ήταν κατά 30% λιγότερο φωτεινό κατά την πρώιμη ιστορία της Γης από ό, τι είναι τώρα. Μια νέα μελέτη και μια ματιά στο φεγγάρι του Κρόνου, ο Τιτάνας έδωσε στοιχεία για το πώς ο Ήλιος θα μπορούσε να διατηρήσει την πρώιμη Γη αρκετά ζεστή. Οι επιστήμονες λένε ότι μια παχιά οργανική ομίχλη που περιβάλλεται από την πρώιμη Γη πριν από αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια μπορεί να ήταν παρόμοια με την ομίχλη που καλύπτει τον Τιτάνα και θα προστατεύει την αναδυόμενη ζωή στον πλανήτη από τις βλαβερές επιπτώσεις της υπεριώδους ακτινοβολίας, ενώ θερμαίνει επίσης τον πλανήτη.
Ο Eric Wolf από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο-Boulder και η ομάδα του πιστεύουν ότι η οργανική ομίχλη αποτελείται κυρίως από χημικά υποπροϊόντα μεθανίου και αζώτου που δημιουργήθηκαν από αντιδράσεις με το φως. Εάν τα σωματίδια συγκεντρωθούν μαζί σε μεγαλύτερες, πολύπλοκες δομές, μια διάταξη γνωστή ως κατανομή μεγέθους φράκταλ, τότε τα μικρότερα σωματίδια θα αλληλεπιδρούν με την ακτινοβολία βραχέος κύματος, ενώ οι μεγαλύτερες δομές που κατασκευάζονται από τα μικρότερα σωματίδια θα επηρέαζαν μεγαλύτερα μήκη κύματος. Όχι μόνο θα είχε προστατεύσει την ομίχλη την πρώιμη Γη από το υπεριώδες φως, αλλά θα επέτρεπε τη συσσώρευση αερίων όπως η αμμωνία, προκαλώντας τη θέρμανση του θερμοκηπίου και ίσως βοηθούσε στην αποτροπή της κατάψυξης του πλανήτη.
Άλλοι ερευνητές, συμπεριλαμβανομένου του Carl Sagan, έχουν προτείνει πιθανές λύσεις σε αυτό το παράδοξο «Early Faint Sun», το οποίο γενικά περιελάμβανε ατμόσφαιρες με ισχυρά αέρια θερμοκηπίου που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη μόνωση της Γης. Αλλά ενώ αυτά τα αέρια θα είχαν μπλοκάρει την ακτινοβολία, δεν θα είχε ζεσταθεί αρκετά η Γη για να σχηματιστεί η ζωή.
«Δεδομένου ότι τα κλιματικά μοντέλα δείχνουν ότι η Γη δεν μπορούσε να θερμανθεί μόνο από το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα λόγω των χαμηλών επιπέδων της, πρέπει να έχουν εμπλακεί και άλλα αέρια θερμοκηπίου», δήλωσε ο Wolf. «Πιστεύουμε ότι η πιο λογική εξήγηση είναι το μεθάνιο, το οποίο μπορεί να είχε αντληθεί στην ατμόσφαιρα από την πρώιμη ζωή που το μεταβολίζει».
Οι εργαστηριακές προσομοιώσεις βοήθησαν τους ερευνητές να καταλήξουν στο συμπέρασμα ότι η ομίχλη της Γης πιθανότατα αποτελούταν από ακανόνιστες «αλυσίδες» αδρανών σωματιδίων με μεγαλύτερα γεωμετρικά μεγέθη, παρόμοια με το σχήμα των αερολυμάτων που πιστεύεται ότι κατοικούν στην πυκνή ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Η άφιξη του διαστημικού σκάφους Cassini στον Κρόνο το 2004 επέτρεψε στους επιστήμονες να μελετήσουν τον Τιτάνα, το μοναδικό φεγγάρι στο ηλιακό σύστημα με πυκνή ατμόσφαιρα και υγρό στην επιφάνειά του.
Κατά την περίοδο της Αρχαίας δεν υπήρχε στρώμα όζοντος στην ατμόσφαιρα της Γης για την προστασία της ζωής στον πλανήτη, δήλωσε ο Wolf. «Η θολότητα του μεθανίου που προστατεύει την υπεριώδη ακτινοβολία στην πρώιμη Γη που προτείνουμε όχι μόνο θα προστατεύει την επιφάνεια της Γης, αλλά θα προστατεύει τα ατμοσφαιρικά αέρια κάτω από αυτήν - συμπεριλαμβανομένου του ισχυρού αερίου του θερμοκηπίου, της αμμωνίας - που θα έπαιζε σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της πρώιμης Γης ζεστός."
Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι υπήρχαν περίπου 100 εκατομμύρια τόνοι ομίχλης κάθε χρόνο στην ατμόσφαιρα της πρώιμης Γης κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. «Εάν συνέβαινε αυτό, μια πρώιμη Γήινη ατμόσφαιρα κυριολεκτικά θα έπεσε οργανικό υλικό στους ωκεανούς, παρέχοντας το μάννα από τον ουρανό για την πρώτη ζωή για να διατηρηθεί», δήλωσε ο μέλος της ομάδας Brian Toon, επίσης από την CU-Boulder.
«Το μεθάνιο είναι το κλειδί για να τρέξει αυτό το κλιματικό μοντέλο, οπότε ένας από τους στόχους μας τώρα είναι να εντοπίσουμε πού και πώς προήλθε», δήλωσε ο Toon. Εάν οι πρώτοι οργανισμοί της Γης δεν παρήγαγαν το μεθάνιο, μπορεί να έχει δημιουργηθεί από την απελευθέρωση αερίων κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων είτε πριν ή μετά την πρώτη εμφάνιση της ζωής - μια υπόθεση που απαιτεί περαιτέρω μελέτη.
Αυτή η νέα μελέτη πιθανόν να αναζωπυρώσει το ενδιαφέρον για ένα αμφιλεγόμενο πείραμα από τους επιστήμονες Stanley Miller και Harold Urey στη δεκαετία του 1950 στο οποίο το μεθάνιο, η αμμωνία, το άζωτο και το νερό συνδυάστηκαν σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα. Αφού ο Miller και ο Urey έτρεξαν ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του μίγματος για να προσομοιώσουν τα αποτελέσματα της αστραπής ή της ισχυρής υπεριώδους ακτινοβολίας, το αποτέλεσμα ήταν η δημιουργία μιας μικρής δεξαμενής αμινοξέων - τα δομικά στοιχεία της ζωής.
"Έχουμε ακόμη πολλή έρευνα για να βελτιώσουμε τη νέα μας άποψη για την πρώιμη Γη", δήλωσε ο Wolf. «Αλλά πιστεύουμε ότι αυτό το έγγραφο επιλύει ορισμένα προβλήματα που σχετίζονται με την ομίχλη που υπήρχε στην πρώιμη Γη και πιθανότατα έπαιξε ρόλο στην ενεργοποίηση ή τουλάχιστον στην υποστήριξη της πρώιμης ζωής στον πλανήτη».
Πηγές: CU-Boulder, Science
