火星巖帶可以解決“微弱的年輕太陽”悖論

火星巖帶可以解決“微弱的年輕太陽”悖論

減肥的太陽是解決“微弱的年輕太陽”悖論的方法之一。

大約45億年前,當地球是一塊新發現的岩石時,太陽系是一個寒冷的地方。物理學家預測,我們年輕的太陽的能量比今天少了15%到25%,足以使地球的海洋結冰,使火星更加寒冷。然而,古老的岩石表明水流過兩顆行星,構成了一個令人費解的謎團。

多年來,氣候模型專家們解決了這個所謂的“微弱的年輕太陽”悖論,提出兩個星球上的古代大氣都有正確的溫室氣體成分來隔離它們,並使它們保持在冰點以上。但是,如果年輕的太陽只是在節食之後才達到現在的重量-在恆星風中脫落了早期質量的5%-它在過去的燃燒中會比預期更明亮,從而解決這個悖論。這個假設唯一的問題是?科學家們沒有辦法知道這顆恆星的瘦身是否會發生。

現在,天文學家說,他們已經找到了一個潛在的“指紋”太陽的古老質量氣候週期保存在火星岩石帶。為了找到他們的標記,耶魯大學的行星天文學家克里斯托弗·斯伯丁、帕薩迪納加州理工學院的地質學家伍德沃德·費舍爾和耶魯的天文學家格雷戈裡·勞克林開始了一個地球和火星都經歷過的軌道週期。當太陽系的行星圍繞太陽旋轉時,它們自身的引力會調整彼此的軌道。

許多這樣的相互作用之一將地球和火星的軌道來回拉在一個更圓的路徑和一個更橢圓的軌道之間。這種模式是地球冰期週期的一個相對關係,每405,000年重複一次。根據研究小組的模擬,這個週期在整個太陽系歷史上都保持了可靠的時間。

斯伯丁的研究小組提出,隨著軌道的改變,它們離太陽越來越近,地球和火星上的氣候發生了變化,在沉積岩中留下了週期性的條紋模式,就像斯堪的納維亞峽灣牆壁上的層狀條帶。例如,當早期行星的軌道離太陽更近時,已經溼潤的地區會受到更多的熱量、更多的降雨或雪,從而受到更多的侵蝕。在這段時間,沉積物層將比循環中較冷的部分更厚。

火星巖帶可以解決“微弱的年輕太陽”悖論

火星上的岩石層可能記錄40萬年的氣候週期

這意味著它可以用來追蹤太陽的質量。如果太陽在幾十億年前重5%,它就會更用力地拖拽行星,將週期頻率提高5%,達到大約每386,000年一次。

不幸的是,由於板塊構造的攪動,地球很少保留其古老的岩石。但火星有。斯伯丁在一篇被接受的論文中表示,未來的漫遊者,裝備著約會設備,可以做到這一點。天體物理期刊通訊。“你必須把它作為一個輔助項目來做,”他說,“因為每個人都想尋找更多的生活,而不是他們想要的40萬年的分帶。”

2006年,另一支隊伍奠定基礎對於Spalding的假設,指出了太陽質量和更大的行星際軌道週期之間的線性關係。但是他們在那個時候停止了,因為他們覺得“氣候記錄,或者地質記錄,沒有足夠的分辨率,”領導早期研究的亞利桑那大學的行星科學家RenuMalhotra說。她說,對於斯伯丁的做法,她也有類似的保留意見。

與此同時,加州大學戴維斯分校(UniversityofCalifornia,Davis)的地質學家、NASA好奇號漫遊者團隊成員道恩·薩姆納(DawnSumner)表示,現代火星漫遊者至少可以完成斯伯丁團隊提出的部分工作。好奇號已經測量了裸露斜坡上沉積層的厚度,

新選定的著陸點對於2020年的火星車,似乎有陡峭的懸崖,這可能會顯示出類似的條紋。“如果我們找到了正確的地點,這是人們會做的事情,”她說。

但薩姆納對不同層次的測年不那麼樂觀,這對於揭示軌道週期的微小變化至關重要。她說,在地球上,這種精確的約會需要大量的實地工作才能找到最好的樣本,然後把它們帶回實驗室。相比之下,一輛漫遊者很難在現場完成所有的任務。面對這個障礙,她說,“在未來的幾十年裡,很可能不可能在火星上測試它。”


分享到:


相關文章: