分形雾霾可能使早期地球变暖

2019-02-04 06:07:04

一项新的研究表明,蓬松的分形颗粒的雾状可能有助于保护早期生命免受有害的紫外线辐射气溶胶可以帮助解决早期地球如何保持温暖的长期难题数十亿年前,太阳的光线比现在减少了30%这应该使早期的地球太冷,以至于在大约20亿年前保持表面上的液态水但是可以在水中形成的带状铁层和其他材料的地质研究表明液体水更早地汇集在地表上 1972年,纽约康奈尔大学的卡尔·萨根和乔治·马伦提出了解决这种“微弱的年轻太阳悖论”的方法他们估计一点氨 - 一种强大的温室气体 - 可以保持地球足够温暖,以便存在液态水但几年后,当研究人员意识到太阳的紫外线会在不到10年的时间内分解气体分子时,这个想法就被打倒了大约25年后,现在普林斯顿大学的Sagan和同事Christopher Chyba提出了一个解决方案他们认为早期的地球,就像土星朦胧的月亮泰坦,也可能被有机分子组成的气溶胶粒子所包围这种阴霾可能阻挡了太阳的紫外线,使氨能够存活但模型显示,盾牌也会阻挡太阳的可见光,产生一种“反温室效应”,可以使地球更加冷却现在科罗拉多大学博尔德分校的埃里克沃尔夫和布莱恩托恩发现,如果雾霾是由蓬松的颗粒而不是固体颗粒组成的,那么保护性的雾霾可能会使地球早期变暖他们提出,阳光会破坏大气中的甲烷和氮分子,然后重新结合形成球形颗粒当这些颗粒通过大气层落下时,它们随机地碰撞并粘在一起,膨胀形成具有分形几何形状的松散聚集体,其中基本图案以不同的尺度重复以前的模型假设雾霾颗粒是由球体制成的,这些球体在碰撞时合并并形成越来越大的球体这些颗粒与紫外光一样有效地阻挡可见光由于分形聚集体充满间隙,因此它们对可见光相对透明形成它们的球形颗粒阻挡了相对更多的紫外线波浪,形成了保持氨气以加热地球的雾霾如果这个想法是正确的,“我们将拥有一个强大的紫外线防护罩,可以保护早期地球并使其成为生命茁壮成长的清洁场所,”沃尔夫告诉“新科学家”杂志这种气氛也可能形成更复杂的有机分子,可以为生命提供营养它甚至可能帮助生命开始在20世纪50年代,斯坦利·米勒(Stanley Miller)和哈罗德·尤里(Harold Urey)将含有氨和甲烷的气体与电能和蛋白质的构成氨基酸形成氨基酸但从那以后,富含氢的气氛 - 制造甲烷等有机分子所需的 - 的想法已经失宠了目前尚不清楚地质过程是否能释放足够的甲烷以在地球早期产生雾霾,在生命进化到喷出甲烷之前 “目前的看法是古代火山活动没有大量的甲烷释气,但这是一个我们想进一步调查的问题,”沃尔夫说微弱的年轻太阳悖论是否解决了还在考虑一系列其他想法最近的一项提议表明,更大的海洋和更少的云可能使地球过去更暗,反射更少,使其能够吸收更多的阳光克里斯托弗·乔巴说,有可能是不同机制的结合可以共同抵消微弱的年轻太阳 “我自己的观点是,这是一个问题,不管怎样,早期的地球想出了如何解决,”他说期刊参考:科学(第328卷,第1266页)更多关于这些主题: