«Ранние столкновения вызвали временные локальные разрушения и неблагоприятные условия для жизни. Но в то же время они оказали долгосрочное положительное влияние на стабилизацию температуры поверхности и доставку ключевых элементов для жизни в том виде, в каком мы ее знаем», — сказал д-р Симоне Марчи. , старший научный сотрудник в Управлении планетарной науки SwRI в Боулдере, штат Колорадо. Он является ведущим автором статьи «Выделение углеродных и серных газов в атмосфере ранней Земли в результате массивного воздействия», недавно опубликованной в журнале Earth and Planetary Письма о науке.
В статье рассматривается главная проблема, одна из выдающихся загадок в истории Солнечной системы и Земли — парадокс слабого молодого Солнца.«Атмосферные и приземные условия в течение первого миллиарда лет истории Земли плохо изучены из-за нехватки геологических и геохимических данных», — сказал Марчи. Однако древние кристаллы циркона в осадочных породах свидетельствуют о том, что на нашей планете были жидкие океаны, по крайней мере периодически, в этот самый ранний период. Его команда создала новую модель выделения газов на ранней Земле, вызванного ударами, показав, как возникший парниковый эффект мог уравновесить слабый свет младенческого Солнца, достаточный для поддержания жидкой воды.
Полученные данные могут стать ключом к пониманию того, как зародилась жизнь на Земле, несмотря на слабое молодое Солнце и разрушения, вызванные столкновениями. Исследования других звезд, а также теоретическое моделирование показали, что подобные Солнцу звезды начинают свою жизнь примерно на 20–30 процентов слабее в видимом диапазоне длин волн, чем Солнце в настоящее время.
Со временем они постепенно увеличивают яркость.«Сегодня Земля находится в« зоне Златовласки », где на ее поверхности может существовать жидкая вода», — сказал Марчи.
Ссылаясь на сказку о трех медведях, зона Златовласки — это орбита вокруг звезды, где не слишком жарко и не слишком холодно для жидкой воды. Жидкая вода обычно считается ключевым ингредиентом жизни. Когда Солнце было намного слабее, Земля с ее нынешним атмосферным составом была бы замороженной.
Если бы океаны были заморожены, жизнь могла бы не сформироваться.Самым прямым объяснением может быть массивный парниковый эффект в атмосфере, вызванный либо углекислым газом, либо метаном, либо обоими. Предыдущая работа предполагала, что вулканические газы или испаренные при ударе материалы могли выделять парниковые газы.
Команда Марчи предлагает новый, более эффективный механизм. Поскольку на планету обрушивались первобытные астероиды — некоторые из которых превышали 100 километров в диаметре — удары расплавляли большие объемы горных пород, создавая временные озера лавы.
Эти лужи лавы могли выбросить в атмосферу большое количество углекислого газа.«Эта ранняя интенсивная бомбардировка могла быть причиной большого парникового эффекта, необходимого для поддержания более теплых условий, которые, возможно, способствовали раннему зарождению жизни на Земле», — сказал Марчи. «В результате бомбардировки было доставлено большое количество серы, одного из важнейших элементов для жизни».