211service.com
En lösning på den svaga unga solparadoxen
När det kommer till livets ursprung på jorden för cirka fyra miljarder år sedan finns det ett problem. Vid den tiden var den unga solen cirka 75 procent svagare än den är nu. Det skulle ha gjort jorden betydligt kallare, faktiskt för kall för flytande vatten.
Men vi vet att flytande vatten är nödvändigt för liv och vi vet från fossilregistret att liv fanns på jorden vid den tiden. Det måste ha funnits flytande vatten. Så vad var det som höll vattnet varmt?
Detta problem, känt som den svaga unga solparadoxen, har bekymrat astronomer sedan 1970-talet, då det påpekades av Carl Sagan och vänner. Han föreslog att jordens atmosfär vid den tiden måste ha varit rik på koldioxid och att den därav följande växthuseffekten var ansvarig för uppvärmningen. Andra bevis tyder dock på att atmosfären inte kunde ha haft tillräckligt med CO2 för att göra susen. arXiv-bloggen har tittat vid andra möjliga lösningar förr också.
Idag kommer Christoffer Karoff vid University of Birmingham och en kompis med ett nytt förslag baserat på deras studie av kappa Ceti, en stjärna cirka 30 ljusår bort i stjärnbilden Cetus som är väldigt lik vår sol eftersom den skulle ha varit fyra miljarder för flera år sedan.
Det visar sig att Kappa Ceti är lite mer intressant än astronomer en gång trodde. Den här unga stjärnan, säger Karoff, producerar bloss och koronala massutkastningar i en takt som är tre storleksordningar större än vår sol idag. Innebörden är förstås att vår sol måste ha varit lika aktiv när den var i samma ålder som kappa Ceti (cirka 700 miljoner år gammal).
Men vad så? Hur kan koronala massutstötningar ha gjort jorden varmare? Svaret ligger i ett fenomen som kallas Forbush-minskningen, efter astronomen Scott Forbush som studerade galaktiska komiska strålar på 1930- och 1940-talen.
Forbush upptäckte att antalet galaktiska kosmiska strålar som träffar jorden sjunker med upp till 30 procent inom en dag eller så från det att solen producerade en koronal massutstötning. Anledningen är att dessa utstötningar är gigantiska moln av joniserad gas inkapslade i kraftfulla magnetfält. Dessa fält styr helt enkelt de kosmiska strålarna bort från jorden.
Så om den tidiga solen producerade mycket fler koronala massutstötningar, skulle mycket färre kosmiska strålar ha kommit till jorden.
Och det är där en annan idé kommer in i bilden. Under de senaste åren har olika klimatologer spekulerat i att kosmiska strålar bildar moln i den lägre atmosfären. Tanken är att de joniserar molekyler och dammpartiklar som sedan blir kontaktpunkter för droppar att kondensera på.
Så färre kosmiska strålar leder till färre moln. Det finns till och med vissa bevis för att molntäcket sjunker under en Forbush-minskning, även om det är rimligt att säga att det finns en viss tvist om detta.
Så Karoffs tänkande går så här. Fler koronala massutkastningar i jordens förflutna leder till att färre kosmiska strålar träffar jorden vilket leder till mindre molntäcke. Mindre molntäcke innebar att mindre solljus skulle ha reflekterats tillbaka ut i rymden vilket skulle ha låtit ytan värmas upp.
Och det var det som höll vattnet flytande på jordens yta för fyra miljarder år sedan.
Förstod det?
Ref: arxiv.org/abs/1003.6043 : Hur påverkade solen klimatet när livet utvecklades på jorden? - En fallstudie om den unga soltvillingen Kappa Ceti