برخورد سیارک کهن، یک راه حل ممکن برای " پارادوکس خورشید جوان ضعیف "

مؤسسه ی تحقیقات جنوب غربی تیمی را برای بررسی این فرض که شروع این بی نظمی ممکن است در نهایت موجب پرورش زندگی روی زمین و به خصوص حفظ شرایط برای وجود آب در حالت مایع شده باشد را رهبری کرد.

دکتر سایمون مارخی گفت:" اولین برخورد ها موقتا باعث تخریب موضعی  و ایجاد شرایط نامناسب برای زندگی شد. اما در همان زمان آن ضربات در حال به وجود آوردن یک اثر مفید طولانی در ایجاد ثبات دمای سطح و ارائه ی عناصر کلیدی برای زندگی به شکلی که ما می شناسیم بودند."  وی دانشمند محقق ارشد در اداره ی علوم سیاره ای SwRI در بولدر کلرادو و سرپرست نویسندگان مقاله ی "حجم زیاد فشرده ی برانگیخته ی  آزاد شده از گازهای  کربن و سولفور در اتمسفر اولیه ی زمین" که اخیرا در ژورنال مقاله های علوم سیاره ای منتشر شده است بود. مقاله به یک مشکل عظیم اشاره می کند، یکی از برجسته ترین راز ها در تاریخ منظومه شمسی و زمین : پارادوکس خورشید جوان ضعیف.

مارخی می گوید:" ما به علت کمبود شواهد زمین شناسی و زمین شیمیایی درک ضعیفی از شرایط جوی و سطحی در طول یک میلیارد سال اول تاریخ زمین داریم." هرچند کریستال های بسیار قدیمی زیرکن در سنگ های رسوبی شواهدی را ارائه می دهد که در سیاره ی ما اقیانوس های مایع حداقل به صورت متناوب وجود داشته که تیم او برای تولید فشرده ی انتشار گاز روی زمین در طول این تناوب ابداع کرده اند که نشان می دهد چگونه نتیجه ی یک اثر گلخانه ای می تواند نور ضعیف خورشید جوان را به اندازه ی کافی برای حفظ آب مایع متعادل کند.

دانشمندان SwRI مدلی جدید برای تولید فشرده ی گاز انتشاری روی زمین ابتدایی ابداع کرده اند. فشار زیاد یک گذار جوی با دمای بالا را به وجود می آورد. در طول هزار سال ،جو متراکم شده است، در حالی که در عمق فشار، مواد مذاب را در سراسر سطح گسترش می دهد. مدل نشان می دهد که استخر های گدازه می توانند گاز رها کنند و اثر گلخانه ای به وجود آورند که سیاره را گرم کرده است. امتیاز تصویر: سایمون مارخی (SwRI)، بنجامین بلک (کالج سیتی نیویورک)

دستاورد ها می توانند کلیدی برای فهم چگونگی شروع زندگی بر روی زمین علی رغم خورشید جوان ضعیف و ویرانی ناشی از برخورد باشند. مطالعات ستارگان دیگر به خوبی مدلینگ نشان داده اند که ستارگان خورشید گونه ای که زندگیشان را شروع کرده اند، در طول موج مرئی حدود 20 تا 30 درصد ضعیف تر از خورشید در حال حاضر هستند. آن ها به تدریج درخشندگیشان در طول زمان افزایش می یابد.

مارخی می گوید:" امروزه زمین در منطقه ی "گلدی لاکس "است، جایی که آب مایع می  تواند روی سطح وجود داشته باشد. با رجوع به داستان های پریان درباره ی سه بچه خرس کوچک، منطقه ی گلدی لاکس روی مدار به دور ستاره ایست که برای آب مایع نه زیاد داغ و نه زیاد سرد است. آب مایع به طور کلی یک ماده ی کلیدی برای زندکی در نظر گرفته می شود. اگر خورشید بسیار ضعیف تر بود، زمین با ترکیب بندی جو کنونی اش، یخ زده می شده است. اگر اقیانوس ها یخ زده بودند، ممکن بود زندگی شکل نگیرد. " بهترین توضیح اثر گلخانه ای جوی متراکم، چه از کربن دی اکسید و چه متان یا هردو خواهد بود. کار قبلی مشخص کرده است که خروج گاز های آتشفشانی یا مواد بخار شده بر اثر فشار می توانند گازهای گلخانه ای آزاد کنند. تیم مارخی یک مکانیسم نوین مؤثر تر به عنوان سیاره ای که با سیارک های کهن( با مقداری بیشتر از 100 کیلومتر ضخامت) برخورد کرده بود، پیشنهاد داد: فشار ها حجم زیادی از سنگ را ذوب کرده اند و دریاچه های مواد مذاب را به وجود می آورند. این استخرهای مواد مذاب می توانند مقادیر زیادی کربن دی اکسید  به جو وارد کنند.

مارخی می گوید:" بمباران سنگین اولیه می تواند دلیل اثر گلخانه ای عظیم باشد که برای شرایط گرمتر به آن نیاز بود، چیزی که ممکن است به اولین نقطه ی شروع برای زندگی روی زمین منجر شود. بمباران همچنین مقدار زیادی سولفور که یکی از مهم ترین عناصر برای زندگی است را آزاد کرد.