Energi fra vores unge sol - for 4 milliarder år siden - hjalp med at skabe molekyler i Jordens atmosfære, der gjorde det muligt at varme op til at inkubere liv, siger undersøgelse.
For omkring 4 milliarder år siden skinnede solen med kun ca. tre fjerdedele af den lysstyrke, vi ser i dag, men dens overflade rystede af kæmpeudbrud, der sprøjter enorme mængder solmateriale og stråling ud i rummet. Disse kraftige soleksplosioner kan have givet den afgørende energi, der er nødvendig for at varme Jorden på trods af solens svaghed. Udbruddene kan også have tilvejebragt den energi, der er nødvendig for at omdanne enkle molekyler til de komplekse molekyler som RNA og DNA, der var nødvendige for livet. Forskningen blev offentliggjort i Naturgeovidenskab den 23. maj 2016 af et team af forskere fra NASA.
At forstå, hvilke forhold der var nødvendige for livet på vores planet, hjælper os både med at spore livets oprindelse på Jorden og lede søgen efter liv på andre planeter. Indtil nu er imidlertid fuldt kortlægning af Jordens udvikling blevet hindret af den enkle kendsgerning, at den unge sol ikke var lysende nok til at varme Jorden.
Vladimir Airapetian er hovedforfatter af papiret og solforsker ved NASA's Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Han sagde:
Dengang modtog Jorden kun ca. 70 procent af energien fra solen, end den gør i dag, ”sagde” Det betyder, at Jorden burde have været en iskold kugle. I stedet siger geologisk bevis, at det var en varm klode med flydende vand. Vi kalder dette svage unge solparadoks. Vores nye forskning viser, at solstorme kunne have været centralt for at opvarme Jorden.
Forskere er i stand til at dele solens historie ved at søge efter lignende stjerner i vores galakse. Ved at placere disse sollignende stjerner i rækkefølge efter deres alder, vises stjernerne som en funktionel tidslinje for, hvordan vores egen sol udviklede sig. Det er fra denne type data, som videnskabsmænd ved, at solen var svagere for 4 milliarder år siden. Sådanne undersøgelser viser også, at unge stjerner ofte producerer kraftige fakkel - kæmpe lysudbrud og stråling - svarende til de fakkel, vi ser i vores egen sol i dag. Sådanne fakler er ofte ledsaget af enorme skyer af solmateriale, kaldet koronale masseudsprøjtninger, eller CME'er, der bryder ud i rummet.
NASAs Kepler-mission fandt stjerner, der ligner vores sol omkring et par millioner år efter dens fødsel. Kepler-dataene viste mange eksempler på, hvad der kaldes ”superflares” - enorme eksplosioner, der er så sjældne i dag, at vi kun oplever dem hvert 100 år eller deromkring. Ikke desto mindre viser Kepler-data også disse unger, der producerer så mange som ti superflares om dagen.
Mens vores sol stadig producerer fakkel og CME'er, er de ikke så hyppige eller intense. Derudover har Jorden i dag et stærkt magnetfelt, der hjælper med at holde størstedelen af energien fra sådant rumvejr ikke nå Jorden. Rumvejr kan dog markant forstyrre en magnetisk boble omkring vores planet, magnetosfæren, et fænomen kaldet geomagnetiske storme, der kan påvirke radiokommunikation og vores satellitter i rummet. Det skaber også auroraer - oftest i et smalt område nær de poler, hvor jordens magnetiske felter bøjes for at berøre planeten.
Vores unge jord havde imidlertid et svagere magnetfelt med en meget bredere fod nær polerne. Airapetian sagde:
Vores beregninger viser, at du regelmæssigt ville have set auroras helt ned i South Carolina. Og da partiklerne fra rumvejret rejste ned gennem magnetfeltlinjerne, ville de have smækket ind i rigelige nitrogenmolekyler i atmosfæren. At ændre atmosfærens kemi viser sig at have gjort hele forskellen for livet på Jorden.
Atmosfæren i den tidlige jord var også anderledes end den er nu: Molekylært nitrogen - det vil sige to nitrogenatomer bundet sammen til et molekyle - udgjorde 90 procent af atmosfæren, sammenlignet med kun 78 procent i dag. Da energiske partikler smækkede ind i disse nitrogenmolekyler, brød virkningen dem op i individuelle nitrogenatomer. De kolliderede på sin side med kuldioxid og separerede disse molekyler i kulilte og ilt.
Det fritflydende nitrogen og ilt kombineret til nitrogenoxid, som er en kraftig drivhusgas. Når det kommer til opvarmning af atmosfæren, er nitrogenoxid 300 gange mere kraftfuld end kuldioxid. Holdets beregninger viser, at hvis den tidlige atmosfære indeholdt mindre end en procent så meget nitrogenoxid, som det gjorde kuldioxid, ville den varme planeten nok til, at der kunne eksistere flydende vand.
Denne nyligt opdagede konstante tilstrømning af solpartikler til den tidlige jord kan have gjort mere end bare at varme atmosfæren, den kan også have givet den energi, der er nødvendig til at fremstille komplekse kemikalier. På en planet spredt jævnt med enkle molekyler tager det en enorm mængde af indkommende energi at skabe de komplekse molekyler som RNA og DNA, der til sidst frøede liv.
Selvom tilstrækkelig energi ser ud til at være enormt vigtig for en voksende planet, ville for meget også være et problem - en konstant kæde med soludbrud, der producerer brusere af partikelstråling, kan være ganske skadelig. En sådan angreb af magnetiske skyer kan rive en planetes atmosfære, hvis magnetosfæren er for svag. At forstå disse slags balancer hjælper forskere med at bestemme, hvilke slags stjerner og hvilke planeter der kan være gæstfri for livet.
