محمود حاج‌زمان: زمانی حدود 4.5 ملیارد سال پیش که خورشید ما شکل گرفت، آن ستاره درخشانو سوزانی نبود که ما امروزه می‌شناسیم. به تدریج که انرژی این ستاره بیشتر شد، گرما و روشنی زمین هم رفته رفته بیشتر شد. این بدان معنی است که زمین ما طی دو میلیارد سال ابتدای عمر خود در مقایسه با امروز، 25 درصد نور کمتری از خورشید دریافت می‌کرد.
به گزارش پاپ‌ساینس، اگر خورشید ما دوباره به آن دوران باز گردد؛ سیاره زمین به عصر یخبندانی فرو خواهد رفت که سرمای آن برای دفن تمام قاره‌ها در زیر پوششی از ورقه‌های یخی به ضخامت نیم کیلومتر و منجمد ساختن تمام اقیانوس‌ها کفایت میکند. اما بر اساس شواهد زمین‌شناسی، زمین باستانی ما به هیچ عنوان سیاره‌ای یخ زده نبود: زمین در جوانی خود پوشیده از اقیانوس‌های مایع پهناوری بود که در جای جای آن، مجمع‌الجزایری وجود داشت که در اثر فعالیت آتشفشان‌های زیرآبی به وجود آمده بودند.
دانشمندان مدت‌هاست که مشغول کار برای حل این تناقض دردسرساز هستند. آنها از خود سوال می‌کردند که چطور یک ستاره جوان کم‌نور توانسته بود زمین را برای مدت دو میلیارد سال از شر عصر یخبندان حفظ کند؛ آن هم در حالی‌که همین اواخر (البته در مقیاس سن زمین) و زیر تابش ستاره‌ای روشن‌تر، سیاره ما چندین عصر یخبندان را تجربه کرده است؟
به نظر میرسد که پاسخ در ترکیب جو اولیه زمین نهفته است: هوای سیاره باید سرشار از گازهای گلخانه‌ای بوده باشد که گرما را به دام می‌انداختند و کمبود نور خورشید را جبران می‌کردند. اما سوال اینجاست که این گازهای گلخانه‌ای چه بودند؟ شواهد به جا مانده از خاک‌های باستانی زمین بیانگر این است که سطح دی‌اکسید کربن جو به اندازه کافی بالا نبوده که به تنهایی بتواند از عهده این کار برآید. نظریاتی هستند که متان را به عنوان عایق‌های اصلی جو باستانی زمین می‌شناسند که باید مورد موشکافی دقیق علمی قرار گیرد. اگرچه بخار آب امروزه بزرگ‌ترین گاز گلخانه‌ای زمین است، اما از ابتدا این طور نبوده؛ چرا که هوا باید گرم می‌شد تا بتواند حجم کافی آب و بخار آب را در خود نگاه دارد.
اکنون محققان دانشگاه شیکاگو نظریه جدیدی ارائه داده‌اند: گازهای گلخانه‌ای که گرمای اضافی زمین را تامین می‌کردند دی‌اکسید کربن، متان یا مظنونان عادی دیگر نیستند؛ عامل اصلی نیتروژن و هیدروژن بوده‌اند. اگرچه هیدروژن و نیتروژن معمولا نور خورشید را جذب نمی‌کنند؛ برخورد میان مولکول‌ها به آنها انرژی می‌دهد و آنها را بر می‌انگیزد تا انرژی فروسرخ را جذب کنند.
بر اساس شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، محققان دریافته‌اند که اگر جو اولیه از 10 درصد هیدروژن تشکیل شده بود، اثر گرمایی این برخوردهای مولکولی برای بالا بردن دمای سیاره به اندازه 33 درجه سانتی‌گراد کفایت می‌کرد؛ مقداری که کافی بود تا آب را بر روی سیاره جوان و تاریک، طی دوران ابتدایی زندگی‌اش مایع نگاه دارد.
53275
نظر شما