Paradoxo do Sol Fraco Precoce Explicado?

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Modelos da evolução do Sol indicam que ela era 30% menos luminosa durante a história inicial da Terra do que é agora. Um novo estudo e uma olhada na lua de Saturno, Titã, forneceram pistas de como o Sol poderia manter o início da Terra quente o suficiente. Os cientistas dizem que uma névoa orgânica espessa que envolveu a Terra há vários bilhões de anos atrás pode ter sido semelhante à neblina que cobre Titã e teria protegido a vida emergente do planeta dos efeitos prejudiciais da radiação ultravioleta, enquanto aquecia o planeta também.

Eric Wolf, da Universidade do Colorado-Boulder e sua equipe, acreditam que a névoa orgânica era composta principalmente de subprodutos químicos do metano e do nitrogênio criados por reações com a luz. Se as partículas se agrupassem em estruturas maiores e complexas, um arranjo conhecido como distribuição de tamanho fractal, as partículas menores interagiriam com a radiação de ondas curtas, enquanto as estruturas maiores feitas com as partículas menores afetariam comprimentos de onda mais longos. A neblina não apenas protegeria a Terra da luz UV, como também permitiria a formação de gases como amônia, causando o aquecimento do efeito estufa e talvez ajudasse a impedir o congelamento do planeta.

Outros pesquisadores, incluindo Carl Sagan, propuseram possíveis soluções para esse paradoxo do "Sol fraco precoce", que geralmente envolvia atmosferas com poderosos gases de efeito estufa que poderiam ter ajudado a isolar a Terra. Mas, embora esses gases tivessem bloqueado a radiação, não teria aquecido a Terra o suficiente para a vida se formar.

"Como os modelos climáticos mostram que a Terra primitiva não poderia ter sido aquecida apenas pelo dióxido de carbono atmosférico por causa de seus baixos níveis, outros gases de efeito estufa devem estar envolvidos", disse Wolf. "Acreditamos que a explicação mais lógica é o metano, que pode ter sido bombeado para a atmosfera no começo da vida que a estava metabolizando".

As simulações de laboratório ajudaram os pesquisadores a concluir que a neblina terrestre provavelmente era composta de "cadeias" irregulares de partículas agregadas com tamanhos geométricos maiores, semelhantes à forma de aerossóis que se acredita habitar a atmosfera espessa de Titã. A chegada da sonda Cassini a Saturno em 2004 permitiu aos cientistas estudar Titã, a única lua no sistema solar com atmosfera densa e líquido em sua superfície.

Durante o período arqueano, não havia camada de ozônio na atmosfera da Terra para proteger a vida no planeta, disse Wolf. “A neblina de metano com proteção UV no início da Terra que estamos sugerindo não apenas protegeria a superfície da Terra, como também protegeria os gases atmosféricos abaixo dela - incluindo o poderoso gás de efeito estufa, amônia - que teriam desempenhado um papel significativo na manutenção da Terra primitiva. caloroso."

Os pesquisadores estimaram que havia aproximadamente 100 milhões de toneladas de neblina produzidas anualmente na atmosfera do início da Terra durante esse período. "Se esse fosse o caso, uma atmosfera primitiva da Terra literalmente estaria pingando material orgânico nos oceanos, fornecendo maná do céu para a vida mais antiga se sustentar", disse o membro da equipe Brian Toon, também da CU-Boulder.

"O metano é a chave para fazer esse modelo climático funcionar, então um dos nossos objetivos agora é determinar onde e como ele se originou", disse Toon. Se os primeiros organismos da Terra não produziram o metano, ele pode ter sido gerado pela liberação de gases durante erupções vulcânicas antes ou depois do surgimento da vida - uma hipótese que exigirá mais estudos.

Esse novo estudo provavelmente reacenderá o interesse em um experimento controverso dos cientistas Stanley Miller e Harold Urey nos anos 50, no qual metano, amônia, nitrogênio e água foram combinados em um tubo de ensaio. Depois que Miller e Urey passaram uma corrente elétrica através da mistura para simular os efeitos dos raios ou da poderosa radiação UV, o resultado foi a criação de um pequeno pool de aminoácidos - os blocos de construção da vida.

"Ainda temos muita pesquisa a fazer para refinar nossa nova visão da Terra primitiva", disse Wolf. "Mas achamos que este artigo resolve uma série de problemas associados à neblina que existia no início da Terra e provavelmente desempenhou um papel no desencadeamento ou, pelo menos, no apoio à vida mais antiga do planeta".

Fontes: CU-Boulder, Ciência

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