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30多億年前,太陽比現(xiàn)在暗25%,為何那時的地球卻比現(xiàn)在暖?

來源:hao123百家號     時間:2022-03-17 12:22:40

從上個世紀(jì)60年代開始,科學(xué)家們就為一個問題吵翻了:大量的證據(jù)表明,地球在它誕生后的10億年里是很溫暖的,但同時還有明確的證據(jù)表明,當(dāng)時的太陽比現(xiàn)在要暗大概25%,既然當(dāng)時的太陽較暗,但為什么我們的行星卻是溫暖的呢?

而這就是所謂的“年輕太陽悖論”。

自從46億年前太陽誕生以來,它的亮度并沒有比現(xiàn)在高,向外層空間輸送的能量也比現(xiàn)在少,那個時候,它能為地球提供的能量只有現(xiàn)在的75%左右。試想一下,如果現(xiàn)在太陽的亮度下降25%,用不到一年的時間,南北緯15度以上的地方都有可能被冰封,赤道地區(qū)也會迎來生命難以承受的嚴(yán)寒。

然而,地球在誕生10億年后就開始出現(xiàn)生命了,更有科學(xué)家認(rèn)為,地球在誕生不久就能夠維持生命了,而且它沒有凍結(jié),盡管它獲得的能量少得多。

但有科學(xué)家認(rèn)為,也許我們星球上復(fù)雜生命的出現(xiàn),正是是因為數(shù)十億年前我們的太陽更暗,但非常幸運(yùn)的是,我們星球上的條件在數(shù)十億年里沒有失去平衡,沒有危險到生命完全消失。

起初,地球大氣層中的二氧化碳是今天的10000倍,這是一種溫室氣體。它與新生生命產(chǎn)生的一些甲烷一起,幫助地球變暖,直到太陽產(chǎn)生更多的能量。這是這是卡爾·薩根和喬治·馬倫在1972年提出的理論。

但也有科學(xué)家認(rèn)為月球的存在,幫了地球的大忙。我們的月球是由從地球與火星大小的行星碰撞形成的排泄盤合并而成的,現(xiàn)在與地球的距離是最初的15倍。當(dāng)時,它造成了巨大的潮汐效應(yīng),導(dǎo)致我們星球內(nèi)部的加熱更強(qiáng)烈,并導(dǎo)致2公里高的海洋潮汐。這種潮汐加熱非常重要,尤其是在最初的數(shù)億年里。月球潮汐效應(yīng)的存在也助長了強(qiáng)烈的火山活動,頻繁釋放大量溫室氣體。

我們的星球的環(huán)境曾幾次危險地失去平衡,并被凍結(jié)成雪球地球事件,在太陽仍然微弱的時候,它的整個表面覆蓋著冰雪,但火山活動釋放了足夠多的溫室氣體,將地球表面加熱到更適合生命的溫度。

地球上生命的出現(xiàn),也許真的是一件非常幸運(yùn)的事。如果太陽在一開始沒有那么微弱,而溫室氣體和月球的潮汐作用又在加熱地球,我們的行星可能會經(jīng)歷了失控的溫室效應(yīng),可能已經(jīng)失去了海洋,可能已經(jīng)變得太熱,無法出現(xiàn)復(fù)雜的生命。

相反,各種力量的相互作用使它奇跡般地維持生命的宜居環(huán)境長達(dá)10億年甚至更久,直到最初的生命在地球上出現(xiàn),并在幾十億年的時間里發(fā)展成了今天五彩繽紛的生物世界。

科學(xué)家們通過計算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn),在銀河系中10萬顆具有宜居初始條件的行星,經(jīng)過了數(shù)十億年的復(fù)雜氣候的反復(fù)“折騰”,其中91%的行星在45億年前就失去了宜居性。這就是為什么其他恒星系統(tǒng)中的類似地球的行星在那么長一段時間內(nèi)可能沒有那么幸運(yùn)的原因。地球及其復(fù)雜的生命,包括我們,可能是真正幸運(yùn)的例外。

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