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温室气体曾拯救冰封地球 太阳亮度昏暗20%左右

发布时间:2012年04月01日 17:13 | 进入复兴论坛 | 来源:中国科学报 | 手机看视频


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27亿年前,甲烷、乙烷或其他强烈的温室气体使地球免遭冻结。

  图片来源:Wlady Altermann/University of Pretoria

  在地球历史的早期阶段,太阳亮度要比现在昏暗20%左右。

  气候模型显示,我们的星球在此期间本应被冰封冻结。然而,地质证据却表明当时有丰富的液态水存在。这种差异被行星科学家们称为“弱阳吊诡”气候悖论。

  长久以来,科学家一直在争论地球是如何保持温暖的。他们认为,这是靠更厚的大气层或者温室气体的不断聚集,抑或两者共同合作来维持的。

  不过,对如今已凝固的古代火山灰中雨滴留下的痕迹进行的最新分析支持这样一种观点:是温室气体独自造成了当时的异常温暖。3月28日,研究人员在《自然》杂志上在线报道了此发现。

  研究人员表示,虽然大气密度不影响雨滴的最大尺寸(约6.8毫米),但它的确会影响一滴水的最终降落速率,并进而强烈地影响着雨滴的最大动量和它落地时所留痕迹的大小。

  通过对27亿年前的一场火山爆发后(见主图)瞬间凝固的火山灰中最大雨滴痕迹(见插图)的尺寸进行测量,并将其与实验室测试中拥有不同大小和动量的水滴所留下的痕迹作比较,该研究团队推测,27亿年前地球无氧大气的密度很可能是如今空气的50%~108%,很明显要比其现在的密度小两倍,而这种厚度根本不足以抵消当时太阳亮度的昏暗。

  在当时的大气密度范围内,即使是更高度的二氧化碳聚集也不够来中和虚弱的“年轻”太阳。这表明,当时是甲烷、乙烷或者其他强烈的温室气体使地球免遭冻结。

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