Modeli Sončeve evolucije kažejo, da je bilo v prejšnji zgodovini Zemlje kar 30 odstotkov manj svetlobno kot zdaj. Nova študija in pogled na Saturnovo Luno Titan sta dala namige o tem, kako bi Sonce lahko zgodnjo Zemljo ohranilo dovolj toplo. Znanstveniki trdijo, da je debela organska meglica, ki je bila pred več milijardami let zajeta na Zemlji, podobna megli, ki pokriva Titan, in bi zaščitila nastajajoče življenje na planetu pred škodljivimi vplivi ultravijoličnega sevanja, hkrati pa bi segrela tudi planet.
Eric Wolf z univerze v Colorado-Boulderju in njegova ekipa verjamejo, da je bila organska meglica sestavljena predvsem iz metanskih in dušikovih kemičnih stranskih produktov, ki nastanejo zaradi reakcij s svetlobo. Če bi se delci združili v večje, zapletene strukture, razporeditev, znana kot fraktalna porazdelitev velikosti, bi najmanjši delci medsebojno vplivali na kratko valovno sevanje, medtem ko bi večje strukture, izdelane iz manjših delcev, vplivale na daljše valovne dolžine. Ne samo, da bi meg zaščitil zgodnjo Zemljo pred UV svetlobo, temveč bi omogočil kopičenje plinov, kot je amonijak, kar bi povzročilo segrevanje toplogrednih plinov in morda pomagalo, da se planet ne bi zmrznil.
Drugi raziskovalci, vključno s Carlom Saganom, so predlagali možne rešitve tega paradoksa "Zgodnje sonce", ki je na splošno vključeval ozračje z močnimi toplogrednimi plini, ki bi lahko pomagali pri izolaciji Zemlje. Toda čeprav bi ti plini blokirali sevanje, ga Zemlja ne bi segrela dovolj, da bi se lahko oblikovala.
"Ker podnebni modeli že zgodaj kažejo, da Zemlje zaradi nizkih ravni zemeljskega ogljikovega dioksida ni bilo mogoče segreti samo, so morali biti vključeni drugi toplogredni plini," je dejal Wolf. "Mislimo, da je najbolj logična razlaga metan, ki ga je morda že v zgodnjem življenju črpal v ozračje, ki ga je presnavljalo."
Laboratorijske simulacije so pomagale raziskovalcem ugotoviti, da je meglica Zemlje verjetno sestavljena iz nepravilnih "verig" sestavljenih delcev z večjimi geometrijskimi velikostmi, podobnimi oblikam aerosolov, za katere se domneva, da naseljujejo Titovo gosto atmosfero. Prihod vesoljskega plovila Cassini na Saturn leta 2004 je znanstvenikom omogočil preučevanje Titana, edine lune v osončju s tako gosto atmosfero in tekočino na svoji površini.
V arhejskem obdobju v ozračju Zemlje ni bilo ozonske plasti, ki bi zaščitila življenje na planetu, je dejal Wolf. "Metan z UV žarkom nad zgodnjo Zemljo, za katerega mislimo, da ne bi le zaščitil Zemljinega površja, temveč bi zaščitil atmosferske pline pod njim - vključno z močnim toplogrednim plinom, amonijakom -, ki bi imel pomembno vlogo pri ohranjanju zgodnje Zemlje toplo. "
Raziskovalci so ocenili, da je bilo v tem času v ozračju zgodnje Zemlje približno 100 milijonov ton nečesa proizvedenega letno. "Če bi šlo za to, bi zgodnja atmosfera Zemlje dobesedno kapljala organske snovi v oceane, ki bi človeku z neba zagotovili čimprejšnje življenje," je dejal član ekipe Brian Toon, prav tako iz CU-Boulderja.
"Metan je ključen za to, da se ta podnebni model zažene, zato je eden od naših ciljev zdaj določiti, kje in kako je nastal," je dejal Toon. Če najzgodnejši organizmi na Zemlji niso proizvajali metana, je morda nastal s sproščanjem plinov med vulkanskimi izbruhi pred ali po nastanku življenja - hipoteza, ki bo zahtevala nadaljnje proučevanje.
Ta nova študija bo verjetno znova vzbudila zanimanje za kontroverzni eksperiment znanstvenikov Stanleyja Millerja in Harolda Ureyja v petdesetih letih prejšnjega stoletja, v katerem so bili v epruveti metan, amonijak, dušik in voda. Potem ko sta Miller in Urey skozi mešanico vodila električni tok, da je simulirala učinke strele ali močnega UV-sevanja, je bil rezultat ustvarjanje majhnega bazena aminokislin - gradnikov življenja.
"Še vedno imamo veliko raziskav, da bi izpopolnili svoj novi pogled na zgodnjo Zemljo," je dejal Wolf. "Vendar menimo, da ta dokument rešuje številne težave, povezane z meglico, ki je obstajala na zgodnji Zemlji in je verjetno igrala vlogo pri sprožitvi ali vsaj podpori najzgodnejšemu življenju na planetu."
Viri: CU-Boulder, Science
