Các mô hình về sự tiến hóa của Sun Sun cho thấy nó phát sáng ít hơn 30% trong lịch sử ban đầu của Trái đất so với bây giờ. Một nghiên cứu mới và cái nhìn về Titan Saturn mặt trăng Titan đã cung cấp manh mối cho việc Mặt trời có thể giữ cho Trái đất sớm đủ ấm. Các nhà khoa học cho biết một đám mây hữu cơ dày bao quanh Trái đất sớm vài tỷ năm trước có thể giống với khói mù bao phủ Titan và sẽ bảo vệ sự sống mới nổi trên hành tinh khỏi tác hại của bức xạ cực tím, đồng thời làm ấm hành tinh.
Eric Wolf từ Đại học Colorado-Boulder và nhóm của ông tin rằng khói mù hữu cơ được tạo thành chủ yếu từ các sản phẩm phụ khí metan và nitơ được tạo ra bởi các phản ứng với ánh sáng. Nếu các hạt kết tụ lại với nhau trong các cấu trúc phức tạp, lớn hơn, sự sắp xếp được gọi là phân bố kích thước fractal, thì các hạt nhỏ nhất sẽ tương tác với bức xạ sóng ngắn, trong khi các cấu trúc lớn hơn được tạo ra từ các hạt nhỏ hơn sẽ ảnh hưởng đến bước sóng dài hơn. Không chỉ khói mù đã che chắn Trái đất sớm khỏi ánh sáng tia cực tím, nó sẽ cho phép các loại khí như amoniac tích tụ, gây nóng nhà kính và có lẽ giúp ngăn hành tinh đóng băng.
Các nhà nghiên cứu khác bao gồm Carl Sagan đã đề xuất các giải pháp khả thi cho nghịch lý Sun Early Fiff Sun này, thường liên quan đến bầu khí quyển với các khí nhà kính mạnh mẽ có thể giúp cách nhiệt Trái đất. Nhưng trong khi những khí đó sẽ chặn bức xạ, nó sẽ làm Trái đất ấm lên đủ để sự sống hình thành.
Vì các mô hình khí hậu cho thấy Trái đất sớm không thể được làm ấm bằng carbon dioxide trong khí quyển vì mức độ thấp của nó, các khí nhà kính khác phải được tham gia, Wolf nói. Chúng tôi nghĩ rằng lời giải thích hợp lý nhất là khí mê-tan, có thể đã được bơm vào khí quyển bởi cuộc sống ban đầu đang chuyển hóa nó.
Các mô phỏng trong phòng thí nghiệm đã giúp các nhà nghiên cứu kết luận rằng khói mù của Trái đất có thể được tạo thành từ các chuỗi không đều, các hạt tổng hợp có kích thước hình học lớn hơn, tương tự như hình dạng của các sol khí được cho là tạo ra bầu khí quyển dày Titan Titan. Sự xuất hiện của tàu vũ trụ Cassini tại Sao Thổ năm 2004 đã cho phép các nhà khoa học nghiên cứu Titan, mặt trăng duy nhất trong hệ mặt trời có cả bầu khí quyển dày đặc và chất lỏng trên bề mặt.
Trong thời kỳ Archean, không có tầng ozone trong bầu khí quyển Trái đất để bảo vệ sự sống trên hành tinh, Wolf nói. Một loại tia cực tím che chắn tia cực tím trên Trái đất sơ khai, chúng tôi cho rằng không chỉ bảo vệ bề mặt Trái đất, mà còn bảo vệ các loại khí quyển bên dưới nó - bao gồm cả khí nhà kính mạnh mẽ, amoniac - có vai trò quan trọng trong việc giữ Trái đất sơ khai ấm áp."
Các nhà nghiên cứu ước tính có khoảng 100 triệu tấn khói mù được sản xuất hàng năm trong bầu khí quyển của Trái đất sơ khai trong thời kỳ này. Nếu đây là trường hợp, một bầu khí quyển Trái đất sơ khai theo nghĩa đen sẽ được nhỏ giọt vật chất hữu cơ vào các đại dương, cung cấp manna từ thiên đường cho sự sống sớm nhất để duy trì chính nó, Brian Toon, thành viên nhóm nghiên cứu, cũng từ CU-Boulder.
Toon Methane là chìa khóa để làm cho mô hình khí hậu này hoạt động, vì vậy một trong những mục tiêu của chúng tôi bây giờ là xác định vị trí và nguồn gốc của nó, Toon nói. Nếu các sinh vật đầu tiên của Trái đất không tạo ra khí mê-tan, nó có thể được tạo ra do sự giải phóng khí trong các vụ phun trào núi lửa trước hoặc sau khi sinh ra lần đầu tiên - một giả thuyết sẽ cần nghiên cứu thêm.
Nghiên cứu mới này có thể sẽ khơi dậy sự quan tâm trong một thí nghiệm gây tranh cãi của các nhà khoa học Stanley Miller và Harold Urey vào những năm 1950 trong đó khí metan, amoniac, nitơ và nước được kết hợp trong ống nghiệm. Sau khi Miller và Urey chạy một dòng điện qua hỗn hợp để mô phỏng tác động của tia sét hoặc bức xạ tia cực tím mạnh, kết quả là tạo ra một nhóm axit amin nhỏ - khối xây dựng của sự sống.
Sói Chúng tôi vẫn còn rất nhiều nghiên cứu để hoàn thiện quan điểm mới của chúng ta về Trái đất sơ khai, Sói nói. Tuy nhiên, chúng tôi nghĩ rằng bài báo này giải quyết được một số vấn đề liên quan đến khói mù tồn tại trên Trái đất sơ khai và có khả năng đóng vai trò kích hoạt hoặc ít nhất là hỗ trợ sự sống sớm nhất trên hành tinh.
Nguồn: CU-Boulder, Khoa học
