火星岩带可以解决“微弱的年轻太阳”悖论

火星岩带可以解决“微弱的年轻太阳”悖论

减肥的太阳是解决“微弱的年轻太阳”悖论的方法之一。

大约45亿年前,当地球是一块新发现的岩石时,太阳系是一个寒冷的地方。物理学家预测,我们年轻的太阳的能量比今天少了15%到25%,足以使地球的海洋结冰,使火星更加寒冷。然而,古老的岩石表明水流过两颗行星,构成了一个令人费解的谜团。

多年来,气候模型专家们解决了这个所谓的“微弱的年轻太阳”悖论,提出两个星球上的古代大气都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。但是,如果年轻的太阳只是在节食之后才达到现在的重量-在恒星风中脱落了早期质量的5%-它在过去的燃烧中会比预期更明亮,从而解决这个悖论。这个假设唯一的问题是?科学家们没有办法知道这颗恒星的瘦身是否会发生。

现在,天文学家说,他们已经找到了一个潜在的“指纹”太阳的古老质量气候周期保存在火星岩石带。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·费舍尔和耶鲁的天文学家格雷戈里·劳克林开始了一个地球和火星都经历过的轨道周期。当太阳系的行星围绕太阳旋转时,它们自身的引力会调整彼此的轨道。

许多这样的相互作用之一将地球和火星的轨道来回拉在一个更圆的路径和一个更椭圆的轨道之间。这种模式是地球冰期周期的一个相对关系,每405,000年重复一次。根据研究小组的模拟,这个周期在整个太阳系历史上都保持了可靠的时间。

斯伯丁的研究小组提出,随着轨道的改变,它们离太阳越来越近,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模式,就像斯堪的纳维亚峡湾墙壁上的层状条带。例如,当早期行星的轨道离太阳更近时,已经湿润的地区会受到更多的热量、更多的降雨或雪,从而受到更多的侵蚀。在这段时间,沉积物层将比循环中较冷的部分更厚。

火星岩带可以解决“微弱的年轻太阳”悖论

火星上的岩石层可能记录40万年的气候周期

这意味着它可以用来追踪太阳的质量。如果太阳在几十亿年前重5%,它就会更用力地拖拽行星,将周期频率提高5%,达到大约每386,000年一次。

不幸的是,由于板块构造的搅动,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论文中表示,未来的漫游者,装备着约会设备,可以做到这一点。天体物理期刊通讯。“你必须把它作为一个辅助项目来做,”他说,“因为每个人都想寻找更多的生活,而不是他们想要的40万年的分带。”

2006年,另一支队伍奠定基础对于Spalding的假设,指出了太阳质量和更大的行星际轨道周期之间的线性关系。但是他们在那个时候停止了,因为他们觉得“气候记录,或者地质记录,没有足够的分辨率,”领导早期研究的亚利桑那大学的行星科学家RenuMalhotra说。她说,对于斯伯丁的做法,她也有类似的保留意见。

与此同时,加州大学戴维斯分校(UniversityofCalifornia,Davis)的地质学家、NASA好奇号漫游者团队成员道恩·萨姆纳(DawnSumner)表示,现代火星漫游者至少可以完成斯伯丁团队提出的部分工作。好奇号已经测量了裸露斜坡上沉积层的厚度,

新选定的着陆点对于2020年的火星车,似乎有陡峭的悬崖,这可能会显示出类似的条纹。“如果我们找到了正确的地点,这是人们会做的事情,”她说。

但萨姆纳对不同层次的测年不那么乐观,这对于揭示轨道周期的微小变化至关重要。她说,在地球上,这种精确的约会需要大量的实地工作才能找到最好的样本,然后把它们带回实验室。相比之下,一辆漫游者很难在现场完成所有的任务。面对这个障碍,她说,“在未来的几十年里,很可能不可能在火星上测试它。”


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