Dicker Nebel geschützt erste Leben auf der Erde

Ein dicker Bio Nebel gehüllt frühe Erde vor einigen Milliarden Jahren und kann gehalten haben den Planeten vor dem Einfrieren, ursprüngliches Leben zu schützen vor den schädlichen Auswirkungen der UV-Strahlung der Sonne, schlägt eine neue Studie.

Der Dunst, hergestellt aus Methan und Stickstoff Chemie in der oberen Atmosphäre, analog zu den trüben Vorhang schwebt über dem größten Saturnmond, Titan, gewesen wäre, sagen die Forscher.

Die Ergebnisse helfen, eine langjährige Geheimnis genannt das Paradoxon der schwachen jungen Sonne zu lösen: Während frühen geologischen deutet Erde war eisfrei, Klimamodelle haben nicht vermocht, den Planeten warm genug für eine nasse, wohlig Welt zu bekommen.

"Da Klima Modelle zeigen, dass frühe Erde nicht von atmosphärischem Kohlendioxid allein aufgrund seiner geringen erwärmt worden haben könnte, anderen Treibhausgasen beteiligt sein müssen," sagte der leitende Forscher Eric Wolf, Doktorand an der University of Colorado at Boulder. "Wir denken, dass die logischste Erklärung ist Methan, das in die Atmosphäre durch frühes Leben gepumpt worden haben kann, die es metabolisierenden war."

Die Ergebnisse sind in der 4 Juni-Ausgabe der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Frühe Erde

Im Archaikum Zeitraum vor etwa 3,8 Milliarden bis 2,5 Milliarden Jahren kann die Sonne Ausgabe gewesen sein zwischen 20 und 30 Prozent schwächer als heute, was bedeutet weniger Strahlen, sagte Wolf. Vorarbeiten von anderen Wissenschaftlern schlägt jedoch vor, dass die Oberflächentemperatur der Erde so warm oder wärmer als heute waren.

Wissenschaftler haben lange versucht, herauszufinden, wie unser Planet erwärmt wurde. In den 1970er-Jahren schlug Carl Sagan und George Mullen früh Erdatmosphäre war voll von Methan und Ammoniak und das hat die Erwärmung Trick. Diese Idee fiel aus Bevorzugung heraus in den 1980er und frühen 1990er Jahren, als Wissenschaftler herausgefunden, dass es tatsächlich eine Kohlendioxid-reiche Atmosphäre war, die Erde erwärmt. Das fiel auch aus Bevorzugung heraus begann geologischen Beweise zeigen, dass gab es ein Limit, wie viel Kohlendioxid in der Atmosphäre hätte haben können.

Dann, vor etwa einem Jahrzehnt Wissenschaftler vorgeschlagen eine Methan-reiche Atmosphäre gehalten Erde wohlig. Das Problem: eine Mischung aus Methan und Stickstoff produziert eine Trübung, die zuerst dachte, deutliche Abkühlung zu verursachen. Aber in diesem "Kühlung" Modell der Dunst Teilchen waren davon ausgegangen, dass Kugeln.

Flauschige Fraktale

Das war wahrscheinlich nicht der Fall ist, wie Wolf und CU Kollege Owen B. Toon herausgefunden. Sie liefen Computer-Simulationen mit einem Klimamodell des National Center for Atmospheric Research und Konzepte über Titan ungerade Dunst aus Laborstudien von einer anderen CU Gruppe gelernt.

Laborstudien zeigen, dass der frühen Erde wolkenähnliche Dunst aus unregelmäßigen "Ketten" von Zuschlagkörnern deren geometrische Größen größer als Kugeln waren zusammensetzte. Tatsächlich schien die Partikelformen übereinstimmen von Aerosolen, geglaubt, um Titan dichte Atmosphäre zu füllen.

Sie waren wahrscheinlich flauschig aussehenden Fraktale. Die fraktale Natur der Partikel bedeutet Dunst ausreichend abgeschirmt Earth von UV-Licht und erlaubt Gase wie Ammoniak aufzubauen, Greenhouse warming und vielleicht helfen, um den Planeten zu halten, vor dem Einfrieren über verursacht haben würde.

"Ohne ein UV-Schutzschild-Ammoniak schnell von hochenergetischen Photonen zerstört ist," sagte Wolf LiveScience.

Die Fraktal-Partikel würde auch sichtbare Wellenlängen passieren, um den Planeten zu wärmen lassen habe.

In Reihenfolge für die fraktale Haze, ziehen diese Erwärmung aus Wolfs Team geschätzt, etwa 100 Millionen Tonnen von Dunst in der Atmosphäre der frühen Erde während dem Archaikum jährlich produziert wurden.

"Wenn dies der Fall war, einen frühen Erdatmosphäre buchstäblich organisches Material in den Ozeanen, tropft wurden haben würde mit Manna vom Himmel für die frühesten Leben, sich selbst zu erhalten," sagte Toon.

Methan-Rätsel

"In unserem Modell erfordert der Dunst Methan. Es ist leicht zu Methan in unserem Modell zu bekommen, wenn Sie davon ausgehen, fangen wir an Post-biotische Erde", sagte Wolf. "Wenn wir wieder in die Pre-biotische Erde Schritt ist es etwas schwieriger zu finden, wo dieses Methan stammt."

Das die "großes Fragezeichen nun", sagte Wolf. Wenn sie finden eine abiotische Quelle von Methan, wie z. B. von Vulkanen oder Tiefsee Grate, das wäre "sehr aufregend", fügte er hinzu.

Auch beim Blick in die Zukunft, Wolf betont die Ergebnisse bringen Sie die Wissenschaftler zurück zu Sagan es Ideen.

"Diese Studie ist ein Schritt nach vorn, aber es hat uns auch wieder zu unserer ursprünglichen Ideen geführt", sagte Wolf.