oplossen ging onze oude zon op dieet? Bands of martian rock zouden de ‘faint young sun’ paradox kunnen oplossen

een zon die gewicht verliest is een manier om de “zwakke jonge zon” paradox op te lossen.

S. Wiessinger / SDO / NASA ’s Goddard Space Flight Center

toen de aarde zo’ n 4,5 miljard jaar geleden een massa nieuw geslagen gesteente was, was het zonnestelsel een koude plek. Natuurkundigen voorspellen dat onze jonge zon zo ‘ n 15% tot 25% minder energie uitstraalt dan vandaag-genoeg om de oceanen van de aarde te bevriezen en Mars nog kouder te maken. Maar oude rotsen suggereren dat water over beide planeten stroomde, wat een verbijsterende puzzel vormt.Jaren lang losten klimaatmodellen deze zogenaamde” zwakke jonge zon ” paradox op door voor te stellen dat oude atmosferen op beide planeten de juiste samenstelling van broeikasgassen hadden om ze te isoleren en boven het vriespunt te houden. Maar als de jonge zon haar huidige gewicht pas bereikte na een dieet—die misschien 5% van haar vroege massa vergiet in een sterrenwind van ontsnappende deeltjes-zou ze in haar verleden helderder zijn gebrand dan voorspeld, waardoor de paradox zou zijn opgelost. Het enige probleem met die hypothese? Wetenschappers hebben niet kunnen weten of deze stellaire afslanking is gebeurd.Nu zeggen astronomen dat ze een potentiële “vingerafdruk” hebben gevonden van de oude massaklimaatcycli van de zon die bewaard zijn gebleven in banden van marsrotsen. Om hun marker te vinden, begonnen Christopher Spalding, een planetaire astronoom aan Yale University, geobioloog Woodward Fischer aan het California Institute of Technology in Pasadena, en astronoom Gregory Laughlin van Yale met een baancyclus die zowel de aarde als Mars ervaren. Als de planeten van het zonnestelsel rond de zon draaien, verandert hun eigen zwaartekracht elkaars banen.

een van de vele interacties trekt de banen van de aarde en Mars heen en weer tussen een meer cirkelvormig pad en een meer elliptisch pad. Dit patroon, een verwant van de cycli die verantwoordelijk zijn voor de ijstijden van de aarde, herhaalt zich elke 405.000 jaar. Volgens de simulaties van het team, heeft die cyclus betrouwbare tijd gehouden over de hele geschiedenis van het zonnestelsel.Het team van Spalding stelt voor dat, naarmate hun baan veranderde, de klimaten op aarde en Mars zich steeds verder van de zon verwijderden, waardoor cyclische strippatronen achterbleven in sedimentair gesteente, zoals de gelaagde banden op de muren van de Scandinavische fjorden. Wanneer de banen van de vroege planeten hen dichter bij de zon brachten, bijvoorbeeld, zouden reeds natte gebieden meer warmte, meer regenval of sneeuw ontvangen, en dus meer erosie. Sedimentlagen zouden in deze tijden relatief dikker zijn dan in koudere delen van de cyclus.

gesteentelagen op Mars kunnen een klimaatcyclus van 400.000 jaar registreren.

MSS / JPL-Caltech / NASA

dat betekent dat het kan worden gebruikt om de massa van de zon te volgen. Als de zon een paar miljard jaar geleden 5% zwaarder was geweest, zou het de planeten harder hebben getrokken, waardoor de frequentie van de cyclus met 5% zou toenemen, tot ongeveer één keer per 386.000 jaar.

de aarde bewaart helaas weinig van zijn oude rots, vanwege de Karn van platentektoniek. Maar Mars wel. Spalding suggereert dat een toekomstige rover daar, gewapend met dating apparatuur, de truc zou kunnen doen, meldt hij in een paper aanvaard om de astrofysische Journal Letters. “Je zult het als een nevenproject moeten doen”, zegt hij, ” omdat iedereen meer leven wil vinden dan dat ze 400.000 jaar banding willen vinden.”

in 2006 legde een ander team de basis voor Spalding ‘ s hypothese, die wees op de lineaire relatie tussen de massa van de zon en de grotere familie van interplanetaire orbitale cycli. Maar ze stopten op dat moment omdat ze vonden dat “het klimaatrecord, of de geologische record, niet genoeg resolutie heeft”, zegt Renu Malhotra, een planetaire wetenschapper aan de Universiteit van Arizona in Tucson die de eerdere studie leidde. Ze heeft dezelfde bedenkingen over Spalding ‘ s aanpak, zegt ze.Dawn Sumner, een geobioloog aan de Universiteit van Californië, Davis, en een lid van NASA ’s Curiosity Rover team zegt dat moderne Mars rovers tenminste een deel van het werk kunnen doen dat Spalding’ s team heeft voorgesteld. Nieuwsgierigheid heeft al gemeten de diktes van sedimentaire lagen op blootgestelde hellingen, en de nieuw geselecteerde landingsplaats voor de 2020 rover lijkt te hebben steile kliffen, die kunnen onthullen soortgelijke strepen. “Als we de juiste plek hebben gevonden, zullen mensen dit doen”, zegt ze.

maar Sumner is minder optimistisch over het dateren van de verschillende lagen, cruciaal om minieme veranderingen in de orbitale cycli te onthullen. Op aarde, zegt ze, vereist dat soort precisiedatering veel veldwerk om de beste monsters te vinden en ze terug te brengen naar het lab. Een rover daarentegen zou het moeilijk hebben om het allemaal op locatie te doen. Geconfronteerd met dat obstakel, zegt ze, “het is waarschijnlijk onmogelijk om het te testen in de komende decennia op Mars.”

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.