[揽瓜阁精读] 122.faint young sun paradox

奶茶肚

122.faint young sun paradox
        P1:关于二氧化碳在地球进化中起到的作用，必须要提到一个概念就是faint young sun paradox。几乎每一个模型都提到在4.6m年前，太阳比现在要暗25-30%。因为太阳的照明强度显然随着时间在增强。
        P2：这个paradox 在15年被提出，人们认识到，如果地球早期的大气是和现在一样的，那么一个weak 的太阳就会导致地球表面全部结冰，但事实是，地球没有被冻住
        P3:SM两个人认识到如果地球的大气改变了，这个假说就会消失。一个更冷的地球可能云会更少，但是证据表明早起的地球实际上比现在的更暖和。
        P4:还有一个解释就是温室气体，但是这个也不成立，因为太阳的照射会把ammonia迅速的转化成非温室气体，除非这个温室气体能够不断的补充进大气层里面。
        P5：开始考虑二氧化碳，这种气体不能被阳光照射解体。如果只有一些二氧化碳一开始作为气体，那么另外的温室效应就会补偿减少的阳光。
        P6:二氧化碳这个概念就衍生出来，如果随着太阳明度的上升，二氧化碳的等级在降低，两个就互相抵消了，那么地球的大气就维持在一个合理的范围，来自NASA的一个研究员就做了一个计算算这个补偿率。
        P7:H算之后发现一个有趣的结论，就是他的计算结果几乎没有成功的。如果实际情况和他的计算结果有偏差的话，地球上很可能就没有生命了。
        P8:同时他还算了地球和太阳之间的距离，用了类似的计算思想，如果地球再靠近太阳5%，大气就会变得过于热，导致海水都会蒸发。
        P9:但是H的结论并没有完全定下来，在几年之内就有人发现了其中的缺陷。二氧化碳很可能是随着大气温度而调整浓度的。当温度变高，二氧化碳的level降低，反之也是，这样的循环让地球不太可能遭受runaway greenhouse或者是runaway glaciation。

柚匝呀

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柚匝呀

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lastchance2010

Useful words and phrases
2.        The role of CO2 in the evolution of the earth, Mars and Venus
3.        Our interests in the role of xx in xx had its roots in
4.        The notion that higher CO2 levels could have protected the earth gave rise to a related idea
5.        Cosmological puzzle – 宇宙谜团
6.        Impinge – have an effect or impact, especially a negative one
7.        Stellar - 恒星的
Structure
•        Introduce paradox
•        Definition paradox
•        Explain paradox
o        NH3
o        More probable -CO2

Attitude
The author believes that the CO2 explanation is a better one for the paradox
Content
P1: State the paradox. All models showed that the sun was 25-30% dimmer when the solar system formed than it is today. Since then, the solar luminosity has increased approximately linearly. What is next – what is the paradox?
P2: 15 yeas ago, C.S. and G. H., pointed out that Paradox arises when one realizes that if the atmosphere was the same as it is now, a weak sun would have resulted in an ice-covered earth 2 bln years ago. However, no freezing, evidence: 1 earth has liquid sinze 3.8 bln years ago; 2. Life has been present since 3.5 bln years ago.
P3: S and M realized that the paradox disappears if one assumes the earth’s atmosphere has changed. E.g. young planet has fewer clouds than it has today – less of the sunlight that impinged on the earth would have been reflected back into space – making the planet warmer. Nowadays, some 30% of the sunlight is returned to space by clouds. The earth was actually warmer than today’s. 下面再讲什么呢？ 文章一开始就说了二氧化碳啊，下面肯定要讲二氧化碳的事情了。
P4: More probable explanation is that GHG effect was more pronounced in the distant past. S and M suggested that NH3 could have warmed the climate if the gas represented just 100 out of every million molecules of the air. However, subsequent studies – that the sun would have rapidly converted NH3 into non greenhouse gases N2 and H2 unless it was continually resupplied to the atmosphere from the planet’s surface.
P5: CO2 is abundant and would have compensated for the reduced sunlight.
P6: CO2: CO2 level declined at a rate that precisely counteracted the increase in solar luminosity with time, the decline might account for the fact that the earth’s temperature has always remained within reasonable limits. M H undertook to calculate the rate.
P7: the rate of change of CO2 levels must be perfect
P8: The distance between earth and the sun was also crucial.

ladyJH

122  faint young sun paradox
第一段：sun dimmer than today
第二段：讲悖论：如果earth早期atmosphere和现在一样，weak sun 会导致地球被冰覆盖，然而并没有。早期地球有liquid ocean、有life.
第三段：反驳悖论，early was warmmer
第四段：另一个反驳，NH3会使气温变热。但研究表明，sun 会使没有greenhouse，除非地球表面再有NH3.
第五段：另一个解释，CO2，如果co2增加，greenhouse warming 将会用来补偿缺少的阳光.
第六段：假设： co2减少at a rate可以使地球温度保持在合理范围内。
第七段：co2减少太慢，地球会成hothouse，co2减少太快，地球会frozen.
第八段：地球和太阳的距离只有在一个范围内才可以避免气候灾难.
第九段：反驳Hart（CG B）：co2的波动是对地球表面温度作出的反应。（温度升，co2降，surface cooling）

动感糕人

结构：
p1:【提出主题】在地球演变中CO2的作用
这个问题和太阳悖论相关。每一个星球起源模型指出太阳以前更暗，光亮随着时间线形增加。
p2:【悖论起源】
S和M在15年前指出如果地球的大气没变，那么一个微弱的太阳会导致地球被冰覆盖在2百万年前。【转折】地球事实上没有冰冻。而且很早就有液态水以及生物。
p3:【解决悖论，提出一个假设】大气随时间变化
【假设】当假设大气随时间变化时，悖论消失了。【举例】如果以前云更少，就有更少的太阳光能反射回去，地球会更热。更寒冷的地球可能有更少的云，地理记录表明早期地球比现在更热。现在地球有部分被冰川覆盖，但没有证据表明过去也是。
p4:【提出另一个解释】NH3的作用
【解释】温室效应在过去更显著。S和M认为NH3可以让气候更热。【转折】后续研究表明，太阳会快速转坏NH3成为非温室气体，除非一直有源源不断的NH3从地球表面产生。
p5:【研究另一个因素】CO2维持了气温
CO2不被太阳光分解。目前储存的CO2如果只释放1/10，增加的温室气体会弥补减少的太阳光的作用。
p6:【研究的结论】
高CO2浓度不让地球冰冻，所以CO2在以一种速度减少来应对增加的太阳光亮，来让地球温度保持平衡。
p7:【研究的延伸：计算decline速度的发现】
大多数计算都是不成功的，速度快一点慢一点都会造成巨大的不同。
p8:【再延伸：另一种计算，太阳地球的距离】
距离变近5%，地球水蒸发；距离变大1%，变成冰川。只有在某个狭小的区间内（0.95-1.01）才能避免气候灾害。
p9:【推翻前面的想法，提出新结论】
Hart的结论是令人不安的，地球很难避免火星、金星的命运。【推翻推新】但是最近一些年才发现他假说的缺陷。新结论表明CO2的变化不是运气，而是随着气温变化而变化。这样的负反馈循环保证了地球温度的稳定，表明地球从未置于过热或过冷的危险中。

paradox  n.悖论
cosmological  a.宇宙的
stellar  a.星球的，主要的
luminosity  n.光度，光明
impinge  v.撞击，侵犯
chillier  a.寒冷的 chilly的比较级
unsettling  a.令人不安的
by sheer luck  万幸，非常幸运
postulate  v.假定，提名，选举

soulgirlrosyli

提出悖论
P1：二氧化碳在地球、火星和金星进化过程中的作用与“微弱年轻太阳悖论”有关
微弱太阳年轻悖论：几乎所有星际进化都表明在46亿年前太阳系形成时，太阳比现在黯淡25%-30%左右，其随时间线性增长
观点一（S&M）
P2：悖论导致Sagan和Mullen提出地球可能存在冰封时期
根据这个悖论，C Sagan和GH Mullen在15年前提出，如果地球早期大气和现在一样，微弱的太阳会导致20亿年前地球呈现冰封状态。
--> 但事实上地球并没有被冰封。举例：岩石沉积表明38亿年前已存在液态海洋；35亿年前已经存在生命
P3：Sagan和Mullen提出解决悖论的假设：地球大气随时间变动（不可行）
如果早期的地球有更少的云 -->更少的阳光被反射 -->地球更温暖
更冷的地球应该有更少的云 -->但地质记录表明早期地球比现在更加温暖，现在的地球有一部分冰川，但27亿年前并不存在相似的冰川
P4：Sagan和Mullen提出另一可能性：温室效应在远古更明显（不可行）
他们提出能够有效吸收红外线的NH3可能保证了地球的温暖。
然而，接下来的研究表明除非NH3不停从地球表面上升至大气，NH3会迅速被太阳分解成无温室效应的气体
观点二（Hart及其反对者）
P5：其他研究关注太阳无法分解的CO2
认为二氧化碳能够提供额外的温室效应，来弥补减少的日照
P6：二氧化碳维持地球温暖的提出导致的新观点
如果二氧化碳水平精确以一个速率随太阳光度的上升而下降，则可以解释地球温度始终维持在合理范围内。
MH Hart着手计算补偿速率
P7：Hart成功计算了补偿速率的变化方程（不可行）
如果大气的变化速率在任何时候与他计算出的结果有偏差，地球就不会存在生命。
二氧化碳水平下降太慢会过热；下降太快会过冷
P8：Hart的另一计算：地日距离的变化（下一段提出不可行）
Runaway greenhouse：如果地日距离减少5%，大气会过热导致海洋蒸发
Runaway glaciation：地日距离增加1%，大气过冷会导致海洋冰封
持续可居住地带CHZ：0.95AU-1.01AU之间
P9：近几年的研究证明Hart提出的地日距离变化不可行
在Hart的假设下，地球必须克服极大的困难才可以避免冰封。
JCG Walker和PB Hays提出的数学模型展示了negative-feedback loop，二氧化碳的浓度变化并不是纯粹靠运气，二氧化碳浓度随表平面温度变化。证明了Hart提出的runaway greenhouse和glaciation都可能不存在。

Faint  adj.微弱的
Infrared  n.红外线

Caroline1026

P1：引出主题：微弱太阳悖论。我们对于CO2在地球、火星和进行的发展中的作用的兴趣是来自于和地球相关的另一个puzzle：微弱太阳悖论。Model显示太阳刚形成的时候是比现在要黯淡的。
P2：悖论的起源：这几个人指出，如果早期地球大气和现在一样，那么太阳强度低的话会导致地球表面冰面覆盖。但事实不是这样的，用rocks, life, water为证。
P3：S&M意识到只要假设地球大气是变化的，悖论就不存在了。比如说如果fewer clouds。Chiller earth会有fewer clouds，但是研究又显示早期地球是比现在暖和的。
P4：更可能的解释：在很久以前温室效应比现在更明显。比如说NH3会吸收红外线，warm the climate。但是又研究显示太阳会迅速地把NH3分解成非温室气体，除非从地球表面持续向大气补充NH3。
P5：其他的研究关注的是CO2，阳光不会分解CO2。现在储存在岩石中的CO2可以释放60bars，如果早期地球气体的CO2有十分之一，它的温室效应就可以抵消太阳光的减弱。
P6：相关理论：如果CO2下降的速率和太阳光亮度的增加一致，这样的decline就可以解释这样的事实：地球的温度始终在合理的范围内。然后H进行了计算。
P7：H最终计算出来gas declined是几乎和时间一致的，但是还有新发现：如果CO2的变化在任何时候和他的精确结果不一致的话，就根本不会有生命。太快了也不行、太慢了也不行。
P8：H还计算了地球和太阳之间距离的微弱变化。如果近一点点：too hot；远一点点：too cold。
P9：H的假说的缺陷：CO2浓度的变化不是看运气的，也会随着地球表面温度变化。

Serenatt

生词：the faint young sun paradox黯淡太阳驳论
1、我们探索CO2在地球、火星、金星进化中所起的作用的兴趣都是基于对研究地球起源而衍生的，也就是黯淡太阳驳论。基本上一研究一个星球的进化都会发现太阳相比它刚形成的时候暗了差不多25-30%，因为发现太阳发光或者它的强度很明显跟时间是有一定的线性关系的。

2、这个驳论是差不多15年前CS和GHM提出来的，他们其中一个人发现如果地球早期的大气层跟现在一样的话，地球早在20亿年前就变成冰球了，但是没有，而且还发现了一些证据：研究一些岩石发现只是38亿年前地球上就有海洋了，而且至少35亿年前就已经有生命的迹象了，说明最早从那个时候开始，地球肯定没有被冻住。

3、S和M思考了如果驳论不成立的条件，就是说其实是地球的大气层一直在变化。然后举例说clouds这个因素。如果clouds比较稀薄的话，那地球就凉快点，但是记录显示早期的地球比现在暖和一些。现在地球的一部分地方还是有冰川覆盖着，但是没证据显示27亿年前也是这样的状况。

4、之后S和M又在想是不是之前温室效应比较严重。他俩提到了NH3这个气体，能吸收红外线的。如果气体被释放到空气中，它就可能会导致气候变暖，但是之后很多实验结果显示太阳很快就把这种气体转化为非温室效应气体了。

5、其他在研究CO2，因为现在有很多被储存在CR（一种岩石）里，如果被释放到空气中，会有60个BAR(可多了).如果之前有1/10的bar被释放成气体出来，或许达到的温室效应能跟减少的阳光抵消了。

6、很快啊，人们由此（CO2越高，地球越能防冻）联想到：如果CO2一定比例上降低了的话，可能就会跟持续上升的太阳光能抵消一些，这也能解释了为什么地球的温度总是保持一定限度内。MH开始计算这个比例了。

7、H研究的是气体随着时间溶解的速度，但是他发现他的计算结果很少有对的，也就是说如果按照他的溶液去看大气层的组层物质的话，地球上啥活物都得G，因为真实情况是时有变化的。如果CO2下降得过慢，地球直接变蒸拿，如果过快，直接可以在海上溜冰了。

8、H不死心，现在来测地日距离了。他发现如果地球靠近太阳5%的话，地球的海洋直接蒸发，这种叫做runaway greenhouse.反之。只有当星球间褒词在一个距离，才不会发生气候灾难。

9、H还是没有得出结论，因为他觉得地球肯定已经跨越艰难险阻艰难，就是为了避免像火星和金星那样悲惨。之后又说有学者跳出来质疑这个假说了，他们就是JCG和PBH，他俩觉得CO2的浓度并不是靠运气才上升的，而是根据地表温度才波动的。当地表温度上升，CO2下降，表面就凉点，反之。所以这个说法就推翻了H之前提的runaway greenhouse or glaciation论。

爆裂鼓手

第一段：我们对于二氧化碳在地球、火星和金星的进化中扮演的角色有很大的兴趣，这些兴趣来自于另外一个关于地球起源的疑惑：the faint-young-sun悖论。几乎所有星系进化模型都表示太阳系产生于距今46亿年前的时候比现在要暗淡百分之20-30。之后太阳亮度或者密度已经显著地随时间线性增加。
第二段：这个悖论是在15年前被CS和CHM提出的，如果地球早期的大气层和现在一样，那么当时的微弱的太阳光则会导致地球覆盖厚厚的冰直到20亿年前才消失。然而地球并没有冻结。事实上，沉积岩中的证据显示从最少38亿年前，地球上就存在了，并且35亿年前就存在生命，证明了地球表面从来没有完全冻结过。
第三段：S和M意识到这个这个悖论将会消失，如果假设地球的大气层发生了变化。比如，如果早期的地球只有非常少的云，那么更少的太阳光将会被云层反射回去，那么地球将会相应地变得更加温暖。百分之三十的触碰到大气层的阳光会被大气层反射回宇宙。而一个更加寒冷的地球则会有更少的云层，但地质记录表面早期地球其实比现在暖和。现在有一部分的地球被冰川覆盖，但这也没有证据表明以前有相似的冰川在27亿年前。
第四段：一个更加可能的解释是温室效应的影响更加显著在当时。S和M提出NH3（一种高效的红外线吸收器）能使气候变暖，如果能够达到某种气体浓度。然而太阳会快速地将NH3转化为非温室效应气体：氮气和氢气除非其不断地从地球表面再次补充到大气层中。
第五段：另外一个研究则关注二氧化碳，其无法被太阳光分解。二氧化碳确实非常的多，如果二氧化碳石头里的二氧化碳全部释放到大气层中，则会产生大约60bars的压力。（解释one bar等于多少多少）如果只有十分之几的一bar 的储存的二氧化碳最初以气体的形式存在，其额外的温室效应带来的升温将会被减少的太阳光抵消。
第六段：更高的二氧化碳浓度将会保护早期的地球远离冻结的观点引出了另外一个观点：如果二氧化碳浓度降低的速度能够与太阳光强度郑家的速率完全抵消，那么这个下降能够解释地球温度一直保持在一个合理的范围内。一个叫H的研究者从事计算这个必要速率的工作。
第七段：H还计算了气体下降的水平和时间的对数关系，但最终没能成功计算出来。换句话说，如果大气层成分变化的速率与他计算出的速率不同，地球将变得不能够生活。如果二氧化碳浓度降低得太慢，地球将会得非常炎热，反之则非常寒冷。
第八段：H还对在地球和太阳之间距离发生的变化上进行了类似的计算。他发现如果地球接近太阳5%，那么大气层将会变得非常炎热，海洋则会蒸发，这种情况被叫做 失控的温室效应。相反如果地球与太阳距离远1%，那么则会抵消失控的冰川。只有在一个非常小的范围内才能够避免其中之一的气象灾害。H将这个狭窄的轨迹距离带叫做CHZ。
第九段：H的结论是没被证实的，因为他们认为地球必须击中了非常奇特的机率才能够避免像火星和金星的命运。在过去的几年之间，研究者才发现H假说的漏洞。一个数学模型提出二氧化碳浓度的提升并不是存粹的运气。相反，二氧化碳水平的波动对应的是地球表面温度的变化。当温度上升，大气层的二氧化碳浓度则下降，达到降温的作用；当温度降低，则浓度上升，达到升温的作用。负反馈循环的存在说明地球从来没有处在失控的温室效应和失控的冰川作用中。