Einst schien die junge Sonne fast ein Drittel schwächer als heute. Das Wasser auf der Erde sollte komplett gefrieren - aber das ist nicht passiert
Es gibt viele Hypothesen, die versuchen, das "Paradox einer schwachen jungen Sonne" zu erklären. Die beliebteste Version ist der Treibhauseffekt, der Kohlendioxid erzeugte, das noch nicht von photosynthetischen Organismen aufgenommen wurde und in großen Mengen in der Luft vorhanden war. Gegen diese Version gibt es jedoch sehr schwerwiegende Argumente („Problem mit Heizung“). Das Feld bleibt also offen für neue Forschungen und Diskussionen.
Tatsächlich musste etwas die Erde erwärmen, damit das Wasser flüssig blieb und Leben auf dem Planeten entstehen und sich entwickeln konnte. Immerhin hätten 20–30 % schwächere Strahlung der Sonne nach bestehenden Vorstellungen über das globale Erdklima dazu führen müssen, dass der größte Teil der Erde in einem konstanten tiefen Minus hätte bleiben müssen. Unter solchen Bedingungen konnten die ersten Organismen einfach nicht erscheinen.
Wir haben bereits über die mögliche Rolle von gewöhnlichem atmosphärischem Stickstoff gesprochen (" When the Sun was dim"), der den Planeten durch einen ziemlich interessanten Mechanismus erwärmen könnte. Und dass die Sonne selbst die gleiche Rolle spielen könnte, oder besser gesagt, ihre ungewöhnliche Aktivität („Heizungslogik“). Und kürzlich ist eine weitere Hypothese aufgetaucht, um dieses komplexe Paradox zu klären.
Die Hypothese ist inspiriert von der Untersuchung von Titan, einem der Saturnmonde. Heute ist es, wie die Erde vor mehreren Milliarden Jahren, von einer ziemlich dichten Wolke organischer Gase eingehüllt. Laut der Gruppe von Eric Wolf könnte dies gleichzeitig gefährliche ultraviolette Strahlen blockieren und für eine zusätzliche Erwärmung des Planeten sorgen.
Im Grunde besteht diese "Wolke" aus Methan, stickstoffh altigen Verbindungen und verschiedenen Produkten ihrer Reaktionen, die unter dem Einfluss von Strahlung ablaufen. Unter verschiedenen Umständen können die Moleküle dieser Substanzen „zusammenkleben“und supramolekulare Aerosolstrukturen bilden. Sie absorbieren je nach Größe Licht unterschiedlicher Wellenlänge und erzeugen außerdem Ammoniak, ein Gas mit sehr hoher Treibhausaktivität. Auf demselben Titan führen ähnliche Prozesse dazu, dass sich bei einer fast undurchdringlichen Atmosphäre Flüssigkeit auf seiner Oberfläche befindet.
„Die junge Erde konnte sich durch den Treibhauseffekt durch die Menge an Kohlendioxid, die in ihrer Atmosphäre vorhanden war, nicht ausreichend erwärmen“, sagt Wolf, „also müssen andere Gase an der Entstehung beteiligt gewesen sein Treibhauseffekt. Und wir glauben, dass Methan der logischste Kandidat für diese Rolle ist.“
Die Hypothese des Wolf-Teams ist auch deshalb gut, weil das Aerosol durch das Einlassen der lebensnotwendigen Strahlungsmenge effektiv die ultraviolette Strahlung blockiert, die dann ohne die Ozonschicht für die tödlich sein könnte erste Organismen. Außerdem gelangte zwangsläufig organisches Material aus der Atmosphäre in den Ozean und sättigte ihn mit Primärmaterial für die Entwicklung des Lebens.
Es bleibt noch herauszufinden, woher das Methan auf der jungen Erde kam. Lebewesen in jenen Jahren waren eindeutig nicht in der Lage, es in ausreichenden Mengen zu produzieren. Vielleicht wurde es infolge einer Explosion vulkanischer Aktivität ausgeworfen.
Laut einer Pressemitteilung der University of Colorado in Boulder
