[揽瓜阁精读] 122.faint young sun paradox

700720

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CJiang

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Sophie_Lee

文章主旨：探究地球形成早期温度没有过低的原因
P1-P2: 介绍faint-young-sun paradox：在地球气候保持不变的情况下，几十亿年前地球温度应该更冷，但是现实并不是这样
太阳在46亿年前要比现在暗25%-30%。太阳的亮度会随着时间的推移逐渐变亮。学者提出faint-young-sun paradox观点：如果地球早期气候和现在一样，那么早期微弱的太阳光会导致20亿年前的地球被冰川覆盖。但是实际上地球并没有被冰川覆盖。沉积岩显示地球在至少38亿年前都有液态水。除此之外，至少在38亿年前地球上存在生命也暗示了那个时候地球表面并没有完全被冰川覆盖。

P3: 提出地球早期温度没有那么低的原因：云少-观点驳斥
S和M意识到如果假设地球气候在这些年有变化，那么这个paradox就不存在了。例如，如果地球早期云很少，那么太阳光反射回宇宙的光线就少，光线完全被地球吸收，地球也更温暖。但是实际上证据显示早期的地球比现在的地球还要更暖和。现在地球的一部分被冰川所覆盖，但是27亿年前没有证据显示地球有冰川。

P4: 提出另一个原因解释-NH3产生温室效应-观点驳斥，太阳会将NH3分解成非温室气体
地球早期温度高的额另一个原因：温室效应。S和M认为是NH3升高了地球温度。然而进一步研究显示，太阳会迅速将NH3转化成非温室气体氮气和氢气，除非NH3持续不断的向大气层排放。

P5: 另一个原因解释-二氧化碳产生的温室效应
二氧化碳不会被太阳分解，并且二氧化碳在地球早期确实很多。现在存储在盐酸盐岩上的二氧化碳可以释放60bars。如果在地球早期存储的二氧化碳有10分之一，都足够产生温室效应来弥补缺少的太阳光。

P6: 提出一个新假设：二氧化碳变化速度和太阳亮度变化速度是否一致
如果二氧化碳含量下降的速度和太阳亮度上升速度完全相抵，那么地球温度会始终保持在一个固定值。

P7: hart认为二氧化碳含量和太阳温度变化可能不是线性相关
H试图验证二氧化碳含量变化和时间的关系，但是验证很多次都不成功。如果二氧化碳含量和太阳温度的变化速度并不是线性相关，那么地球就不会存在生命。比如，如果二氧化碳含量下降的太慢，但是太阳亮度上升的快，地球就会变得很热，但是如果二氧化碳比太阳亮度下降的快，那么地球会变得很冷。

P8: Hart继续探究虽然二氧化碳变化速度和太阳亮度变化不一致，但地球能保持一定温度的原因：地球和太阳距离改变导致地球温度的变化
H研究地球和太阳之间的距离变化。他发现，如果地球靠近太阳5%，地球会变得很热，海洋会蒸发，这种现象叫做失控的温室效应。相反，如果地球远离太阳1%，就会产生冰川冻结现象。只有两个星球相距0.95，两种现象才能避免。

P9:二氧化碳变化的真正原因：和地球表面温度呈现负向关系
H的结论并没有被证实。只有在近几年研究者才发现他的结论漏洞：研究者发现二氧化碳的变化并不是纯粹的运气，二氧化碳的变化和地球表面温度变化相关。如果温度上升，二氧化碳含量下降，表面温度下降；如果地球变面温度低，那么二氧化碳含量会上升，从而地球温度上升。负向反馈相应表明地球从来没有过失控的温室效应或者冰川冻结现象。

shidbd

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P1我们对二氧化碳在地球、火星、金星发展过程中所起所用的兴趣，根源在于另一个与地球起源有关的疑惑：新生太阳。
P2这个悖论是CS和GMH 在十五年前提出来的。如果早期的地球大气和现在一样，较弱的太阳会导致地球表面结冰。但地球没有结冰。事实上，沉积岩表明地球有液态海洋。而且，生命在35亿年前就出现了，说明地球当时从未完全结冰。
P3S和M认识到如果能推测出地球大气变化了，那么悖论自然化解了。比如，如果新生的星球比现在拥有更少的云层，更少的太阳光被反射，星球能相对更暖。百分之三十的太阳光目前到达大气层表面是被云层反射回宇宙的。更寒冷的地球可能会有更少的云层，但地质记录表明早期地球其实更暖。部分被冰川覆盖，但没有证据表明27亿年前有类似的冰川。
P4另一个可探索的解释是温室效应。S和M认为NH3导致气候变暖，如果大气中的天然气达到某种浓度。但一系列的实验表明，太阳会把NH3转化成非温室气体，除非它继续重新补充到大气中。
P5其他调查集中在二氧化碳上。
P6高二氧化碳浓度会保护早期地球以防结冰：二氧化碳浓度下降速度和太阳升温速度相同，那么地球温度就会保持在合理范围内。H对此进行了计算。
P7H试图找到气体减少的水平，但他发现他的计算很少可行。如果大气组成以不同的于他的计算的速率变化，星球就无法维持生命。如果二氧化碳水平下降得太慢，地球就会变成火炉，下降太快，就会冻住。
P8H对地球和太阳之间的距离进行了类似的计算。他发现地球如果离太阳近5%，大气就会变得过热。解释地球离太阳远近对气温的影响
P9一些研究者发现了H的假设中的漏洞。二氧化碳水平是随着地球表面温度而波动的。

justforstar

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Pc700

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kartzzz

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