Когда Солнце было молодым: Парадокс остается парадоксом
Еще 3,8 млрд. лет назад, в Архейскую эру, довольно скоро после образования Земли, на планете в изобилии имелась жидкая вода, обеспечившая появление и развитие жизни. Уже тогда, по данным палеонтологов, здесь колыхались обширные моря. А между тем, если подойти к этому вопросу с другой стороны, этого просто не может быть.
Расчеты астрономов показывают, что в те годы молодое Солнце было на треть более тусклым, чем сегодня. Яркости его было совершенно недостаточно для того, чтобы вода на Земле не превратилась в лед. Эта проблема называется парадоксом слабого молодого Солнца, и ученые уже не первое десятилетие пытаются объяснить, откуда на Земле бралась дополнительная энергия и тепло.
Поначалу ученые предположили, что повышенную температуру мог обеспечивать парниковый эффект, но впоследствии эта версия была отвергнута (читайте: «Проблема с подогревом»). Около года назад появилось, казалось бы, окончательное решение парадокса («Логика подогрева»), состоящее в повышенной частоте корональных выбросов массы, которым должно было отличаться молодое Солнце. Это, в свою очередь, снижало интенсивность бомбардировки Земли космическими лучами и резко уменьшало облачность атмосферы (по альтернативной версии, к снижению облачности приводило отсутствие в воздухе мелких частиц биологического происхождения, способных служить центрами нуклеации для конденсирующейся воды). Большее число солнечных лучей достигало поверхности планеты — и, соответственно, больше она разогревалась... Увы.
В новой работе Колина Голдлатта (Colin Goldlatt) и Кевина Занле (Kevin Zahnle) от этого решения загадки не остается камня на камне, и парадокс снова приобретает актуальность. Авторы всего лишь проверили эффект, который в действительности должна оказывать на климат низкая облачность. Они приходят к выводу, что ее никак не будет достаточно для того, чтобы поддерживать температуру на нужном уровне.
В самом деле, облака оказывают на климат два противоположных воздействия: низкая облачность отражает тепло, тогда как высокая удерживает его наподобие пленки парника. Таким образом, для того, чтобы отсутствие облаков приводило к повышению температуры, нужно «убрать» лишь низкую облачность. Именно это и проделали исследователи с помощью компьютерной модели — но и тогда получили лишь около половины роста температуры, необходимого для поддержания на поверхности Земли воды в жидкой фазе.
«Мы показали, что даже при самых оптимальных условиях снижение облачности и падение альбедо (отражательной способности — ПМ) Земли оказывают примерно вдвое более слабый эффект, чем это необходимо для действительного решения парадокса», — пишут авторы. Так что загадка остается — и остается еще более загадочной, чем прежде. Ведь все очевидные варианты решения уже предложены — и отброшены, как неработающие.
По публикации Physics arXiv Blog