Благодаря парниковому эффекту, возникшему из-за интенсивной астероидной бомбардировки, вода на древней Земле оставалась в жидком состоянии.

Жизнь на Земле возникла благодаря воде. Именно с ней связана одна из загадок эволюции Земли, названная парадоксом слабого молодого Солнца.

Вид ранней земли со следами от астероидов и озерами горячей лавы. Изображение Simone Marchi (SwRI)

Схема выделения парниковых газов по предложенной модели. Слева: воздействие упавшего астероида. В центре: образование озера лавы. Справа: Выделение парниковых газов. Изображение Simone Marchi (SwRI), Benjamin Black (City College of New York)

Дело в том, что в соответствии с современной моделью эволюции звезд наше Солнце 4 млрд лет тому назад должно было излучать примерно на 30% меньше энергии, чем в настоящее время. При этом Земля прогревалась бы значительно слабее, и вода на ее поверхности должна была превратиться в лед. А в замерзших океанах вряд ли могла зародиться жизнь.

Однако геологические исследования архейских осадочных пород рисуют совершенно другую картину: тогда на Земле был теплый и влажный климат. Кристаллы циркона в древних породах свидетельствуют о том, что в то время на нашей планете были – если не всё время, то хотя бы с перерывами – обычные жидкие океаны.

Чаще всего парадокс слабого Солнца разрешают с помощью парникового эффекта, вызванного большим количеством вулканических газов, в частности, углекислого газа и метана. Астрономы Карл Саган и Джордж Маллен в 1972 году, которые первыми сформулировали сам парадокс, первыми же предложили и объясняющую его «парниковую идею». Однако исследователи до сих пор продолжают обсуждать, как именно в то время мог возникнуть возник парниковый эффект. Свое решение здесь предложили американские физики, статья которых опубликована в журнале Earth & Planetary Science Letters.

Они полагают, что причиной «парника» на древней Земле стали первичные астероиды, которые засыпали планету в первый миллиард лет её существования. С одной стороны, это несло большие разрушения, не позволяющие развиваться жизни. С другой же стороны астероиды создавали глобальные предпосылки для ее возникновения, поскольку обеспечили поддержание воды в жидком виде и стабилизировали температуру на поверхности, а также добавили Земле некоторых ключевых химических элементов, в частности, серу, чрезвычайно важную для создания биомолекул.

По мнению геофизиков, массированная астероидная бомбардировка привела к высвобождению газообразных соединений углерода и серы в атмосферу. В своей предыдущей работе исследователи предполагали, что различные вещества могут испаряться при ударе астероидов о поверхность планеты, образуя парниковые газы.

В новой статье они предложили более эффективный механизм. Массированная бомбардировка Земли первичными астероидами, часть которых имела более100 километров в диаметре, расплавила большие объемы породы, создав временные озера лавы. Этот процесс мог распространиться по всей поверхности планеты. Покрывающие Землю озера лавы в свою очередь выпустили большое количество парниковых газов, которые могли скомпенсировать «слабость» Солнца.

Полученные результаты могут стать ключом к пониманию возникновения жизни на Земле, несмотря на слабое излучение молодого Солнца и опустошения, вызванные астероидами.

Стоит отметить, что на Марсе планетологи так же обнаружили следы влажного теплого климата и жидкой воды на ранних этапах его эволюции.

По материалам Юго-Западного исследовательского института (SwRI, США)