Jordens stabile temperatur tidligere tyder på, at andre planeter også kan opretholde liv

Teorier om de tidlige dage af vores planets historie varierer meget. Nogle undersøgelser har malet billedet af en sneboldjord, når meget af dens overflade var frosset. Andre teorier har inkluderet perioder, der ville være ugæstfrit varme for de fleste nuværende livsformer for at overleve.

Ny forskning fra University of Washington tyder på en mildere ungdom for vores planet. En analyse af temperatur gennem jordens tidlige historie, udgivet i ugen den 2. april i Proceedings of the National Academy of Sciences , understøtter mere moderate gennemsnitstemperaturer gennem de milliarder af år, hvor livet langsomt opstod på Jorden.

"Idéer om den tidlige Jords miljø er overalt, fra en meget varm verden, til en fastlåst i en permanent istid, fra en verden med sure oceaner til en med havvand så basisk, at det ville svie i dine øjne, " sagde David Catling, en UW professor i jord- og rumvidenskab. "Disse simuleringer viser, at vores tidlige verden havde omtrent samme gennemsnitstemperatur som i dag, og en havvands-pH inden for ca. en neutral enhed."

Tidligere forskningsundersøgelser har sat gennemsnitstemperaturer under den arkæiske æra, 4 til 2,5 milliarder år siden, helt ned til minus 25 grader celsius. Andre skøn, baseret på forskellige fortolkninger af beviserne, har placeret gennemsnitstemperaturer så høje som 85 grader celsius, hvorunder kun varmeelskende mikrober, der nu findes i varme kilder, kunne overleve.

De nye resultater sætter det ydre område af mulige temperaturer på 0 til 50 C (32 til 122 F).

"Vores resultater viser, at Jorden har haft en moderat temperatur gennem stort set hele sin historie, og det kan tilskrives vejrlige tilbagemeldinger - de gør et godt stykke arbejde med at opretholde et beboeligt klima, " sagde førsteforfatter Joshua Krissansen-Totton, en UW doktorand i jord- og rumvidenskab.

For at oprette deres skøn, forskerne tog den seneste forståelse for, hvordan sten, oceaner, og lufttemperaturen interagerer, og indsætte det i en computersimulering af Jordens temperatur over de sidste 4 milliarder år. Deres beregninger inkluderede de seneste oplysninger om, hvordan havbundsforvitring opstår på geologiske tidsskalaer, og under forskellige forhold.

Selvom vi ikke tænker på, at vind og regn slider på havbunden, havbunden eroderes, da havvand siver gennem sten på havets bund. Kulstofholdige molekyler sætter sig ud fra vandet, en proces relateret til havvandets temperatur og surhedsgrad, mens andre kemikalier opløses fra klippen.

"Havbundsforvitring var vigtigere for at regulere temperaturen på den tidlige Jord, fordi der var mindre kontinental landmasse på det tidspunkt, Jordens indre var endnu varmere, og havbundsskorpen spredte sig hurtigere, så det gav mere skorpe, der kunne forvitres, " sagde Krissansen-Totton.

Forfatterne kørte simuleringer for mange mulige scenarier for størrelsen af ​​kontinenterne, temperaturfølsomheden af ​​kemisk forvitring og andre faktorer for at få hele spektret af mulige scenarier for gennemsnitlig lufttemperatur og havets pH gennem historien.

"Vi fik dette første svar, at den tidlige jord havde moderate temperaturer og lidt sur hav-pH, " sagde Krissansen-Totton. "Jeg prøvede virkelig hårdt for at bryde det, leder efter antagelser, der muligvis kunne ændre det svar. Men jeg fandt ud af, at dette er et virkelig robust resultat. Det er svært at forestille sig et realistisk scenarie, hvor temperaturer eller pH var mere ekstreme."

Det er gode nyheder for søgen efter liv på andre planeter. Hvis Jordens temperatur var ret moderat gennem hele sin historie, andre planeter beliggende i den beboelige zone skal også bevare et nogenlunde stabilt klima længe nok til, at andre livsformer kan udvikle sig.

"Der er ikke noget særligt bemærkelsesværdigt ved disse processer, " sagde Krissansen-Totton. "De kan forekomme på enhver stenet planet med oceaner. Så andre planeter, der er i den beboelige zone, vil sandsynligvis få deres klima stabiliseret til moderate værdier af disse vejrfeedbacks. Og det er en god ting for søgen efter liv, fordi du har brug for moderate temperaturer i milliarder af år for at have et stabilt miljø, så livet kan udvikle sig."

Resultaterne kan også hjælpe med at kaste lys over, hvordan forholdene var under den tidlige udvikling af livet på Jorden.

"Resultaterne hjælper os med at forstå, hvordan naturlige processer holdt Jordens miljø egnet til, at liv kunne fortsætte i milliarder af år, fra dens ydmygeste begyndelse til de vidunderlige former nu omkring os, " sagde Catling.