我们古老的太阳节食吗? 火星岩石的乐队可以解决“微弱的年轻太阳”悖论

我们古老的太阳节食吗? 火星岩石的乐队可以解决“微弱的年轻太阳”悖论

减肥的太阳是解决“微弱的年轻太阳”悖论的一种方法。

S. Wiessinger / SDO / NASA的戈达德太空飞行中心
我们古老的太阳节食吗? 火星岩石的乐队可以解决“微弱的年轻太阳”悖论

当大约45亿年前地球是大量新铸造的岩石时,太阳系是一个寒冷的地方。 物理学家预测,我们年轻的太阳能比现在减少15%至25%的能量 - 足以冻结地球的海洋,使火星更冷。 然而古老的岩石表明水流过两个行星,构成了一个令人困惑的难题。

多年来,气候建模者通过提出两个行星上的古代大气层具有正确的温室气体成分来隔离它们并使它们保持在冰点以上,解决了这种所谓的“微弱的太阳”悖论。 但是,如果年轻的太阳只能通过减少大约5%的早期质量来消除颗粒物 - 它会在过去比预期更明亮地燃烧,解决悖论。 这个假设唯一的问题是什么? 科学家无法知道这种明显的减肥是否发生。

现在,天文学家说,他们已经想出了太阳的古代大气候气候周期的潜在“指纹”,保存在火星岩石带中。 为了找到他们的标记,耶鲁大学的行星天文学家克里斯托弗斯伯丁,帕萨迪纳加州理工学院的地质学家伍德沃德菲舍尔和耶鲁大学的天文学家格雷戈里劳克林开始了地球和火星经历的轨道循环。 当太阳系的行星围绕太阳旋转时,他们自己的引力会调整彼此的轨道。

许多这样的相互作用之一在更圆形的路径和更椭圆的路径之间来回拉动地球和火星的轨道。 这种模式是负责地球冰河时代的周期的相对模式,每405,000年重复一次。 根据该团队的模拟,该周期在整个太阳系历史上保持了可靠的时间。

斯伯丁的团队提出,随着他们不断变化的轨道越来越远离太阳,地球和火星上的气候发生了变化,在沉积岩中留下了周期性的条纹图案,就像斯堪的纳维亚峡湾墙壁上的层状带一样。 例如,当早期行星的轨道使它们更接近太阳时,已经潮湿的地区会受到更多的热量,更多的降雨或降雪,从而更多地受到侵蚀。 在这些时间,沉积物层将比在循环的较冷部分中相对较厚。

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火星上的岩石层可以记录40万年的气候周期。

MSS / JPL-加州理工学院/ NASA

这意味着它可以用来追踪太阳的质量。 如果几十亿年前太阳的重量增加了5%,就会更加困扰行星,使周期频率增加5%,大约每386,000年增加一次。

不幸的是,由于板块构造的流失,地球很少保留其古老的岩石。 但火星确实如此。 他在接受“天体物理学杂志快报”采访的一篇论文中报道说,斯伯丁建议那里的未来火星车配备约会设备,可以解决问题。 “你必须把它作为一个辅助项目来做,”他说,“因为每个人都希望找到比他们想要找到40万年的生活更多的生活。”

2006年,另一个团队为斯伯丁的假设 ,指出了太阳质量与更大的行星际轨道周期之间的线性关系。 但他们在那时停止了,因为他们觉得“气候记录或地质记录没有足够的分辨率”,图森市亚利桑那大学的行星科学家Renu Malhotra说,他领导了早期的研究。 她说,她对斯伯丁的方法有类似的保留意见。

与此同时,加州大学戴维斯分校的地质学家,美国宇航局的好奇号火星车队成员Dawn Sumner表示,现代火星探测器至少可以完成Spalding团队建议的部分工作。 好奇心已经测量了暴露斜坡上沉积层的厚度,而的2020年火星探测器的似乎有陡峭的悬崖,可能会发现类似的条纹。 “如果我们找到了正确的位置,这是人们会做的事情,”她说。

但萨姆纳对各层的约会并不那么乐观,这对揭示轨道周期的微小变化至关重要。 她说,在地球上,这种精确定位需要大量的实地工作才能找到最好的样品并将它们运回实验室。 相比之下,漫游车将很难在现场完成所有工作。 面对这一障碍,她说,“未来几十年在火星上测试它可能是不可能的。”