太陽の進化のモデルは、地球の初期の歴史の中で、現在よりも30パーセントも光が少ないことを示しています。新しい研究と土星の月のタイタンを見ると、太陽がどのようにして初期の地球を十分に暖かく保つことができたのかについての手がかりが得られました。科学者たちは、数十億年前に地球の初期を覆っていた厚い有機ヘイズは、タイタンを覆うヘイズに似ており、惑星を暖めながら、惑星の新興生命体を紫外線の有害な影響から保護していたと言います。
コロラド大学ボールダー校のエリックウルフと彼のチームは、有機ヘイズは主に、光との反応によって生成されるメタンと窒素の化学副産物で構成されていたと考えています。粒子が大きく複雑な構造、フラクタルサイズ分布として知られる配置で凝集している場合、最小の粒子は短波放射と相互作用し、小さい粒子でできた大きい構造は長い波長に影響します。ヘイズが初期の地球をUV光から遮蔽しただけでなく、アンモニアなどのガスの蓄積を可能にし、温室効果を引き起こし、おそらく惑星の凍結を防ぐのに役立ちました。
カールセーガンを含む他の研究者は、この「初期のかすかな太陽」のパラドックスに対する可能な解決策を提案しました。しかし、それらのガスは放射線を遮断しますが、生命を形成するのに十分なほど地球を暖めませんでした。
「気候モデルは、初期の地球が低レベルのために大気中の二酸化炭素だけでは暖められなかった可能性があることを示しているため、他の温室効果ガスが関与しているに違いありません」とウルフは言った。 「私たちは、最も論理的な説明はメタンであると考えています。メタンは、それを代謝していた初期の生命によって大気中に送り込まれた可能性があります。」
研究室のシミュレーションは、研究者が地球のヘイズが、タイタンの厚い大気に存在すると信じられているエアロゾルの形状に似た、より大きな幾何学的サイズの凝集粒子の不規則な「鎖」で構成されている可能性があると結論付けるのに役立ちました。カッシーニ宇宙船が2004年に土星に到着したことにより、科学者は、太陽系の中で唯一の月であるタイタンを研究することができました。
太古の時代、地球の生命を保護するためのオゾン層は地球の大気中に存在しなかったとウルフは言った。 「私たちが提案している初期の地球上のUVシールドメタンヘイズは、地球の表面を保護するだけでなく、その下の大気ガス（強力な温室効果ガスであるアンモニアを含む）を保護し、初期の地球を維持するのに重要な役割を果たしたでしょう。暖かい。」
研究者達は、この時期の初期地球の大気中で毎年およそ1億トンの煙霧が発生していると推定しました。 「これが事実なら、初期の地球の大気は文字通り海に有機物を滴下し、天国からのマナを提供して最古の生命を維持していました」と同じくCU-Boulderのチームメンバー、ブライアントゥーンは述べました。
「メタンはこの気候モデルを実行するための鍵です。したがって、私たちの目標の1つは、それがどこでどのようにして発生したかを突き止めることです」とToon氏は述べています。地球の最も初期の生物がメタンを生成しなかった場合、それは生命が最初に発生する前または後のいずれかでの火山噴火の際のガスの放出によって生成された可能性があり、さらなる研究を必要とする仮説です。
この新しい研究は、1950年代に科学者のスタンリーミラーとハロルドユーリーによる、メタン、アンモニア、窒素、および水が試験管で混合された論争の的となっている実験への関心を再燃させる可能性があります。 MillerとUreyが混合物に電流を流して雷または強力なUV放射の影響をシミュレートした後、結果として、アミノ酸の小さなプール（生命のビルディングブロック）が作成されました。
「私たちは、初期の地球の新しい見方を洗練するために、まだやらなければならないことがたくさんあります」とウルフは言いました。 「しかし、この論文は、地球の初期に存在していたヘイズに関連する多くの問題を解決し、地球上の初期の生命を誘発または少なくとも支援する役割を果たしたと考えています。」
出典：CU-Boulder、Science
