Modeli evolucije Sonca kažejo, da je bilo v zgodnji zgodovini Zemlje kar 30 odstotkov manj svetleče kot zdaj. Toda nekako je bila površina planeta dovolj topla, da se je pojavilo prvotno življenje. Nova študija in pogled na Saturnovo luno Titan sta zagotovila namige o tem, kako bi Sonce lahko ohranilo zgodnjo Zemljo dovolj toplo. Znanstveniki pravijo, da je bila gosta organska meglica, ki je zakrivala zgodnjo Zemljo pred nekaj milijardami let, morda podobna meglici, ki pokriva Titan in bi zaščitila nastajajoče življenje na planetu pred škodljivimi učinki ultravijoličnega sevanja, hkrati pa bi segrela planet.
Eric Wolf z univerze Colorado-Boulder in njegova ekipa verjameta, da je bila organska meglica sestavljena predvsem iz metana in kemičnih stranskih produktov dušika, ki nastanejo pri reakcijah s svetlobo. Če bi se delci združili v večje, kompleksne strukture, razporeditev, znana kot fraktalna porazdelitev velikosti, bi najmanjši delci medsebojno vplivali na kratkovalovno sevanje, medtem ko bi večje strukture, izdelane iz manjših delcev, vplivale na daljše valovne dolžine. Ne samo, da bi meglica zaščitila zgodnjo Zemljo pred UV svetlobo, temveč bi omogočila kopičenje plinov, kot je amoniak, kar bi povzročilo segrevanje toplogrednih plinov in morda pomagalo preprečiti, da bi planet zmrznil.
Drugi raziskovalci, vključno s Carlom Saganom, so predlagali možne rešitve za ta paradoks »zgodnjega šibkega sonca«, ki je na splošno vključeval atmosfero z močnimi toplogrednimi plini, ki bi lahko pomagali izolirati Zemljo. Toda čeprav bi ti plini blokirali sevanje, ne bi dovolj segreli Zemlje, da bi nastalo življenje.
'Ker podnebni modeli kažejo, da zgodnje Zemlje zaradi nizkih ravni ni bilo mogoče ogreti samo z atmosferskim ogljikovim dioksidom, so morali biti vključeni tudi drugi toplogredni plini,' je dejal Wolf. 'Menimo, da je najbolj logična razlaga metan, ki ga je v ozračje morda črpal zgodnje življenje, ki ga je presnavljalo.'
Laboratorijske simulacije so raziskovalcem pomagale sklepati, da je zemeljska meglica verjetno sestavljena iz nepravilnih 'verig' agregatnih delcev z večjimi geometrijskimi velikostmi, podobnimi obliki aerosolov, za katere se domneva, da naseljujejo gosto ozračje Titana. Prihod vesoljskega plovila Cassini na Saturn leta 2004 je znanstvenikom omogočil preučevanje Titana, edine lune v sončnem sistemu z gosto atmosfero in tekočino na površini.
V arhejskem obdobju v Zemljini atmosferi ni bilo ozonske plasti, ki bi zaščitila življenje na planetu, je dejal Wolf. 'Metan z UV zaščito nad zgodnjo Zemljo, za katerega predlagamo, da ne bi zaščitil le zemeljske površine, zaščitil bi tudi atmosferske pline pod njo - vključno z močnim toplogrednim plinom, amoniakom - ki bi imel pomembno vlogo pri ohranjanju zgodnje Zemlje toplo.”
Raziskovalci so ocenili, da se je v tem obdobju v ozračju zgodnje Zemlje letno proizvedlo približno 100 milijonov ton meglice. 'Če bi bilo tako, bi zgodnje zemeljsko ozračje dobesedno kapljalo organski material v oceane in zagotavljalo nebeško mano za najzgodnejše življenje, da bi se ohranilo,' je povedal član ekipe Brian Toon, prav tako iz CU-Boulder.
'Metan je ključnega pomena za delovanje tega podnebnega modela, zato je eden od naših ciljev zdaj ugotoviti, kje in kako je nastal,' je dejal Toon. Če prvi zemeljski organizmi niso proizvajali metana, je morda nastal s sproščanjem plinov med vulkanskimi izbruhi pred ali po nastanku življenja - hipoteza, ki bo zahtevala nadaljnje študije.
Ta nova študija bo verjetno ponovno vzbudila zanimanje za kontroverzni eksperiment znanstvenikov Stanleyja Millerja in Harolda Ureyja v petdesetih letih prejšnjega stoletja, v katerem so bili metan, amoniak, dušik in voda združeni v epruveti. Potem ko sta Miller in Urey skozi mešanico speljala električni tok, da bi simulirala učinke strele ali močnega UV sevanja, je bil rezultat ustvarjanje majhnega bazena aminokislin – gradnikov življenja.
'Še vedno moramo opraviti veliko raziskav, da bi izboljšali naš nov pogled na zgodnjo Zemljo,' je dejal Wolf. 'Vendar menimo, da ta dokument rešuje številne težave, povezane z meglico, ki je obstajala nad zgodnjo Zemljo in je verjetno igrala vlogo pri sprožitvi ali vsaj podpori najzgodnejšega življenja na planetu.'
Viri: CU-Boulder , znanost
