211service.com
En løsning på det svage unge solparadoks
Når det kommer til livets oprindelse på Jorden for omkring fire milliarder år siden, er der et problem. På det tidspunkt var den unge sol cirka 75 procent svagere, end den er nu. Det ville have gjort Jorden betydeligt koldere, faktisk for kold til flydende vand.
Men vi ved, at flydende vand er essentielt for liv, og vi ved fra fossiloptegnelsen, at der eksisterede liv på Jorden på det tidspunkt. Der skal have været flydende vand til stede. Så hvad holdt vandet varmt?
Dette problem, kendt som det svage unge solparadoks, har bekymret astronomer siden 1970'erne, hvor det blev påpeget af Carl Sagan og venner. Han foreslog, at Jordens atmosfære på det tidspunkt måtte have været rig på kuldioxid, og at den deraf følgende drivhuseffekt var ansvarlig for opvarmningen. Andre beviser tyder dog på, at atmosfæren ikke kunne have haft nok CO2 til at gøre tricket. arXiv-bloggen har kigget andre mulige løsninger også i fortiden.
I dag fremsætter Christoffer Karoff ved University of Birmingham og en kammerat et nyt forslag baseret på deres undersøgelse af kappa Ceti, en stjerne omkring 30 lysår væk i stjernebilledet Cetus, som minder meget om vores sol, da den ville have været fire mia. år siden.
Det viser sig, at Kappa Ceti er lidt mere interessant, end astronomer engang troede. Denne unge stjerne, siger Karoff, producerer blus og koronale masseudstødninger med en hastighed, der er tre størrelsesordener større end vores sol i dag. Implikationen er selvfølgelig, at vores sol må have været lige så aktiv, da den var på samme alder som kappa Ceti (ca. 700 millioner år gammel).
Men hvad så? Hvordan kan koronale masseudslip have gjort Jorden varmere? Svaret ligger i et fænomen kendt som Forbush-faldet efter astronomen Scott Forbush, der studerede galaktiske komiske stråler i 1930'erne og 1940'erne.
Forbush opdagede, at antallet af galaktiske kosmiske stråler, der rammer Jorden, falder med op til 30 procent inden for en dag eller deromkring, efter at Solen producerede en koronal masseudstødning. Årsagen er, at disse udstødninger er gigantiske skyer af ioniseret gas indhyllet i kraftige magnetfelter. Disse felter styrer simpelthen de kosmiske stråler væk fra Jorden.
Så hvis den tidlige sol producerede langt flere koronale masseudstødninger, ville der være kommet langt færre kosmiske stråler til Jorden.
Og det er her, en anden idé kommer i spil. I de senere år har forskellige klimatologer spekuleret i, at kosmiske stråler udløser dannelsen af skyer i den lavere atmosfære. Tanken er, at de ioniserer molekyler og støvpartikler, som så bliver fokuspunkter for dråber at kondensere på.
Så færre kosmiske stråler fører til færre skyer. Der er endda nogle beviser på, at skydækket falder under et Forbush-fald, selvom det er rimeligt at sige, at der er en vis uenighed om dette.
Så Karoffs tankegang går sådan her. Flere koronale masseudslip i Jordens fortid fører til, at færre kosmiske stråler rammer Jorden, hvilket fører til mindre skydække. Mindre skydække betød, at mindre sollys ville være blevet reflekteret tilbage i rummet, hvilket ville have tilladt overfladen at varme op.
Og det var det, der holdt vandet flydende på jordens overflade for fire milliarder år siden.
Forstået?
Ref: arxiv.org/abs/1003.6043 : Hvordan påvirkede solen klimaet, da livet udviklede sig på jorden? - Et casestudie om den unge solar-tvilling Kappa Ceti