Моделите на еволюцията на Слънцето показват, че той е бил с 30 процента по-малко светещ през ранната история на Земята, отколкото сега. Ново проучване и поглед към лунния титан на Сатурн предостави улики за това как Слънцето е могло да поддържа достатъчно ранната Земя топла. Учените твърдят, че гъста органична мараня, закрепена в началото на Земята преди няколко милиарда години, може би е била подобна на маранята, която покрива Титан и би защитавала възникващия живот на планетата от вредното въздействие на ултравиолетовата радиация, като същевременно затопля планетата.
Ерик Волф от Университета в Колорадо-Боулдър и неговият екип смятат, че органичната мъгла се състои предимно от метанови и азотни химични странични продукти, създадени при реакции със светлина. Ако частиците се струпат в по-големи, сложни структури, подредба, известна като разпределение на размера на фрактала, тогава най-малките частици ще взаимодействат с лъчението на късите вълни, докато по-големите структури, направени от по-малките частици, биха повлияли на по-големи дължини на вълната. Не само мъглата би предпазила ранната Земя от ултравиолетовата светлина, но щеше да позволи на газове като амоняк да се натрупат, причинявайки парниково затопляне и може би ще помогне да се предотврати замръзването на планетата.
Други изследователи, включително Карл Сагън, предложиха възможни решения на този парадокс „Ранно слабо слънце“, който като цяло включваше атмосфери с мощни парникови газове, които биха могли да помогнат за изолацията на Земята. Но докато тези газове щяха да блокират радиацията, тя нямаше да затопли Земята достатъчно, за да се формира живот.
„Тъй като климатичните модели показват, че ранната земя не е могла да бъде затоплена само от атмосферния въглероден диоксид поради ниските си нива, други парникови газове трябва да са замесени“, казва Волф. „Смятаме, че най-логичното обяснение е метанът, който може би е бил изпомпан в атмосферата от ранния живот, който го е метаболизирал.“
Лабораторните симулации помогнаха на изследователите да заключат, че мъглата на Земята вероятно е съставена от неправилни „вериги“ от агрегатни частици с по-големи геометрични размери, подобно на формата на аерозоли, за които се смята, че населяват плътната атмосфера на Титан. Пристигането на космическия кораб Касини в Сатурн през 2004 г. позволи на учените да изучават Титан, единствената луна в Слънчевата система с плътна атмосфера и течност на повърхността.
По време на археологическия период в атмосферата на Земята не е имало озонов слой, който да защитава живота на планетата, каза Вълк. „Устойчивият на ултравиолетово лъчение метан над ранната Земя, за който предполагаме, че не само би защитил земната повърхност, но би защитил атмосферните газове под него - включително мощния парников газ, амоняк - които биха играли значителна роля за запазването на ранната Земя затопли. "
Изследователите изчислили, че в атмосферата на ранната Земя през този период се произвеждат приблизително 100 милиона тона мъгла годишно. „Ако това беше така, една ранна земна атмосфера буквално щеше да капе органичен материал в океаните, осигурявайки мана от небето за най-ранен живот, за да се поддържа“, казва членът на екипа Брайън Тоун, също от CU-Boulder.
„Метанът е ключът да накараме този климатичен модел да работи, така че една от нашите цели сега е да определим къде и как е възникнал“, каза Тоун. Ако най-ранните организми на Земята не са произвеждали метана, той може да е генериран от отделянето на газове по време на вулканични изригвания преди или след като животът е възникнал за първи път - хипотеза, която ще изисква допълнително проучване.
Това ново проучване вероятно ще възбуди отново интерес към спорен експеримент от учени Стенли Милър и Харолд Урей през 50-те години на миналия век, в който метан, амоняк, азот и вода са комбинирани в епруветка. След като Милър и Урей прокараха електрически ток през сместа, за да симулират ефектите на мълния или мощно UV лъчение, резултатът беше създаването на малък басейн от аминокиселини - градивните елементи на живота.
„Все още имаме много изследвания, които трябва да направим, за да усъвършенстваме новата си представа за ранна Земя“, каза Вълк. „Но ние смятаме, че този документ решава редица проблеми, свързани с мъглата, съществувала над ранната Земя и вероятно играе роля в задействането или поне в подкрепа на най-ранния живот на планетата.“
Източници: CU-Boulder, Science
