태양의 진화 모델은 지구의 초기 역사에서 지금보다 30 % 나 덜 밝게 빛나고 있음을 나타냅니다. 토성의 달인 타이탄에 대한 새로운 연구와 조사를 통해 태양이 어떻게 초기 지구를 따뜻하게 유지할 수 있었는지에 대한 단서가 제공되었습니다. 과학자들은 수십억 년 전에 지구 초반을 감싸고있는 두꺼운 유기 안개가 타이탄을 덮고있는 안개와 유사 할 수 있으며 지구를 데우는 동시에 자외선의 해로운 영향으로부터 지구의 새로운 생명을 보호했을 것이라고 말합니다.
콜로라도-볼더 대학 (University of Colorado-Boulder)의 에릭 울프 (Eric Wolf)와 그의 연구팀은 유기 헤이즈는 주로 빛과의 반응에 의해 생성 된 메탄과 질소 화학 부산물로 구성되어 있다고 믿고있다. 입자가 프랙탈 크기 분포로 알려진 더 크고 복잡한 구조로 함께 모이면 가장 작은 입자는 단파 방사선과 상호 작용하는 반면, 더 작은 입자로 만들어진 더 큰 구조는 더 긴 파장에 영향을 미칩니다. 안개가 초기 지구를 UV 광선으로부터 보호했을뿐만 아니라 암모니아와 같은 가스가 축적되어 온실 온난화를 유발하고 지구가 얼지 않게하는 데 도움이되었을 것입니다.
칼 사간 (Carl Sagan)을 포함한 다른 연구자들은이“초기 희미한 태양”역설에 대한 가능한 해결책을 제안했는데, 이것은 일반적으로 지구를 단열시키는 데 도움이 될 수있는 강력한 온실 가스가있는 대기와 관련이 있습니다. 그러나 이러한 가스는 방사선을 차단했지만 지구는 생명을 형성 할만큼 충분히 따뜻하지 않았을 것입니다.
울프 교수는“기후 모델이 초기 지구가 낮은 수준으로 인해 대기 중 이산화탄소만으로 지구를 데울 수 없었기 때문에 다른 온실 가스가 관여했을 것”이라고 말했다. "우리는 가장 논리적으로 설명 할 수있는 것은 메탄인데, 이는 초기 대사 과정에서 대기로 펌핑되었을 수 있습니다."
실험실 시뮬레이션은 지구의 안개가 타이탄의 두꺼운 대기를 채우는 것으로 여겨지는 에어로졸의 모양과 유사한 기하학적 크기가 더 큰 골재 입자의 불규칙한 "사슬"로 구성되어 있다고 결론지었습니다. 2004 년 토성에 Cassini 우주선이 도착하면서 과학자들은 밀도가 높은 대기와 액체가 표면에있는 태양계의 유일한 달인 Titan을 연구 할 수있었습니다.
Archean 시대에 지구 대기에는 지구의 생명을 보호하기위한 오존층이 없었습니다. “우리가 제안하고있는 초기 지구의 UV 차폐 메탄 안개는 지구 표면을 보호했을뿐만 아니라, 초기 지구를 유지하는 데 중요한 역할을했던 강력한 온실 가스, 암모니아를 포함하여 그 아래의 대기 가스를 보호했을 것입니다. 따뜻한."
연구자들은이 기간 동안 초기 지구 대기에서 매년 약 1 억 톤의 연무가 발생했다고 추정했다. CU-Boulder의 브라이언 툰 (Brian Toon) 팀원은“이러한 상황이라면 초기 지구 대기는 말 그대로 유기 물질을 바다로 떨어 뜨려서 생명을 유지하기위한 가장 빠른 생명을 위해 하늘에서 만나를 제공했을 것입니다.
Toon은“Methane은 이러한 기후 모델을 실행하는 데 핵심적인 요소이므로 이제 우리의 목표 중 하나는 그것이 시작된 위치와 방법을 파악하는 것입니다. 지구의 가장 빠른 유기체가 메탄을 생산하지 않았다면, 메탄이 생애 전이나 후에 화산 폭발 중에 가스가 방출되어 생겨 났을 가능성이 있습니다. 이는 더 많은 연구가 필요할 가설입니다.
이 새로운 연구는 메탄, 암모니아, 질소 및 물이 시험관에 결합 된 1950 년대 과학자 Stanley Miller와 Harold Urey의 논쟁적인 실험에 대한 관심을 다시 불러 일으킬 것입니다. Miller와 Urey는 번개 나 강력한 UV 방사선의 영향을 시뮬레이션하기 위해 혼합물을 통해 전류를 흘린 후 작은 아미노산 풀 (생명의 구성 요소)을 만들었습니다.
울프는“우리는 초기 지구에 대한 새로운 시각을 개선하기 위해 여전히 많은 연구를하고있다”고 말했다. "그러나 우리는이 논문이 초기 지구에 존재했던 안개와 관련된 많은 문제를 해결하고 지구상에서 가장 빠른 생명을 유발하거나 최소한 지원하는 데 역할을했다고 생각합니다."
출처 : CU-Boulder, Science
