[揽瓜阁精读] 122.faint young sun paradox

charming-

1、对二氧化碳在地球、火星、金星进化的过程中扮演角色的研究兴趣，来自于一个悖论，几乎每个模型说当太阳系形成的时候，太阳变暗，亮度随着时间线性增加。
2、悖论：如果太阳变暗了，地球气候受到影响，应该变成“冰球”，被冻住，但是证据表明，当时地球有液态水，也有生命存在，没有被冻住。
3、如果假设地球在那段时间大气变化则就没有悖论了。比如如果当时云比较少，反射光比较少，就会暖一些。
4、一个更可能的解释：温室效应。氨气让大气变得更暖，但后续有研究反驳说阳光会把氨气转化到非温室气体如氮气中。
5、进一步温室效应：还有对二氧化碳的研究，由于其量充足，带来的温室效应能弥补阳光的减少。
6、高浓度的二氧化碳保护地球不被冻住，也带来另一个想法，由于二氧化碳的保护作用，地球温度一直都在一定范围内。H试图计算这个补偿率。
7、H的计算没成功，大气组成的变化和他的方案不同时，地球就不能养育生命，二氧化碳下降太慢，地球太热，二氧化碳下降太快，地球冻住
8、H还计算了日地距离，发现太近太远都不行。
9、H结论没有依据，后面学者发现H假设的错误，rather二氧化碳水平随着地表温度变化而波动。

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P1 我们CO2在地球、火星、金星进化中的作用有很大兴趣，而这些兴趣基于地球起源的另一个谜题：the faint-young-sun paradox。几乎所有星球进化的模型都说在太阳系4.6billion year前刚形成时，太阳比现在暗25%-30%，随后才随着时间逐渐明亮。
P2 paradox：如果早期地球大气层与现在一样，那么一个weak sun会让地球至少在2billion前是冰封的，但实际上并没有。岩石证据证明地球3.8billion前有液态海洋，至少在3.5billion年前就有生命，这证明地球在那时从未完全冰封。
P3 S和M意识到，如果地球大气层随时间改变，那么这个paradox就不存在了。早期地球可能云更少，不会让太多太阳光被反射回外太空，这让地球早期更温暖。
P4 更可能的解释：过去温室效应影响更明显。NH3在达到一定浓度后可以让气候更温暖，但随后研究表明，除非NH3持续从星球表面被重新供应至大气层，否则太阳会迅速把NH3转化为非温室效应气体。
P5 其它的发现集中于CO2，其无法轻易被太阳分解。CO2很充足，大量储存于carbonate rocks中。如果1/10的储存以气体形式存在，它所增加的温室效应可以弥补减少的太阳光。
P6 更高的CO2让早期地球没有完全被冰封——如果CO2下降与太阳亮度上升精确契合，那可能证明一个事实：地球气温总维持在一个合理的限制之内。H承担了计算这个补偿率的任务。
P7 H设法证明gas下降的程度大约是时间的对数。但他计算很少成功。换句话说。如果气体组成在任何时候偏离他的精确计算，这个星球都不适合任何生物体生存。如果CO2下降过慢——地球会变成hothouse；如果CO2下降过快——海洋会被冰封。
P8 H在微小改变地球到太阳的距离的情况下进行了同样的计算，他发现地球靠近太阳5%，海洋会蒸发；地球远离太阳1%，地球将遭遇冰封。只有0.95-1.01的范围可以避免这些气候灾难，他把这个狭窄的范围成为CHZ
P9 H的结论被质疑，因为这些结论认为地球必须避开一系列的偶然性，才不会遭遇火星和金星的命运。JG和PB建立的模型说CO2浓度不是靠运气增加的，而是可能根据气温变化而浮动。当气温升高，大气层CO2下降，使地表降温；当气温下降，大气层CO2上升，使地表升温。这个负反馈循环的存在说明地球可能永远不会像H所说的那样，处于变得极冷或极热的危险之中。

sueMs

科普了一个新生太阳悖论，并尝试通过三个角度解释它。
P1，2：提出悖论——太阳的亮度随着时间的发展而增强，地球的温度理应在很久以前很低。但是两个证据证明这个理应的推测并不存在：第一，多年前的海洋是液态的；第二，多年前地表就有生物存在。
P3：第一种解释——S和M猜想是因为以前地球上空的云很少，太阳光不会被反射出去，就比较温暖。但是记录表明以前的地球比现在还要暖和，现在有冰川的地方以前没有冰川。解释不太可行。
P4：第二种解释——一种温室气体NH3放热，但是太阳会很快把它转化成氮气和氢气。解释不太可行。
P5，6，7，8：第三种解释——另一种温室气体二氧化碳会储存在石头里弥补确实的阳光。二氧化碳和太阳亮度的变化值相互对冲，维持地球的温度在一个合理范围中。MHH曾经测算过两者间的补偿率，发现两者转化得在非常精妙的范围中，超出一点点就会对温度产生特别大的影响。同时，MHH也测算过地日距离对地球温度的影响，同样前者微变就会引发后者的大变。

野生小刘

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第一段介绍悖论。说太阳形成的时候比现在暗淡，是因为太阳光随着时间增长。 第二段讲这个悖论的提出背景。如果地球早期的大气层和现在一样，那么微弱的阳光会使地球会怎么样，但是实际情况不是这样的，说明地球一直以来都没冻住。 第三段提出悖论的假设。假定大气层随着时间变化，那么这个悖论就不存在了，举例说明此观点，但记录显示早期地球比现在更暖。现在地球有冰川，但过去没有。 第四段介绍并否定了一个解释。以前温室效应更加显著，而NH3这个温室气体可以让气候更加暖和。但另一个指出NH3容易被快速分解成非温室气体，除非能不间断的有NH3。所以解释不成立。 第五段讲另一个解释。另一个是CO2，CO2很充足，其带来的温室效应可以抵消掉减少的阳光。 第六段拓展CO2的解释。太阳光增强，CO2减少抵消了太阳增强，从而维持了地球的温度。 第七段介绍学者如何计算CO2。专门算这个速率，除了对数关系以外很少成功。说明如果地球上的CO2减少得慢一点，地球就会变成蒸笼没办法有生物；如果减少太快则海洋会被冻住。 第八段继续延伸。计算了其他变量，只有当0.95-1.01 A.U.的时候才比较安全。 第九段否定H的计算并给出新的观点。一个新的模型表明CO2会据地表温度的变化而变化，地球的温度其实是比较稳定的，没有过高或过低。