Группа астрофизиков, работающих в исследовательском центре NASA SHIELD, который занимается изучением солнечного ветра и крупномасштабной динамики гелиосферы при Бостонском университете, представила новые данные о том, как перемещение Солнца по Млечному Пути оказывало влияние на климат Земли миллионы лет назад. Исследование показало, что столкновения с межзвездными облаками приводили к сжатию защитного пузыря нашей планеты, создаваемого солнечным ветром, что, в свою очередь, вызывало наступление ледниковых периодов. Результаты работы были опубликованы в NASA.
Солнечная система окружена гелиосферой — гигантским щитом из заряженных частиц, который защищает планеты от опасной космической радиации. Моделирование, проведенное под руководством главного исследователя центра Мерав Офер, показало, что за последние 14 миллионов лет Солнце как минимум трижды проходило сквозь обширные скопления межзвездного газа. В эти моменты внешнее давление оказывало такое влияние на гелиосферу, что её границы сдвигались ближе к звезде, оставляя Землю без необходимой защиты.
Воздействие межзвездной среды на оголенную атмосферу Земли способствовало увеличению содержания водяного пара в ней, что непосредственно влияло на похолодание планеты. Данные компьютерных симуляций согласуются с геологическими находками: в пробах антарктического снега, глубоководных осадков и лунного грунта, относящихся к указанным периодам, действительно обнаруживаются элементы, характерные для космической пыли.
В другом исследовании научный сотрудник NASA из Центра космических полетов Годдарда Владимир Айрапетян предложил решение парадокса тусклого молодого Солнца. Три миллиарда лет назад звезда светила на 30% слабее, и в те времена Земля, по идее, должна была промерзнуть полностью. Однако геологические данные свидетельствуют о наличии жидкой воды даже на молодой Земле. Ученый утверждает, что тогда светило регулярно извергало мощные сверхвспышки, которые забрасывали планету высокоэнергетическими частицами.
В ходе лабораторного эксперимента исследователи смоделировали раннюю атмосферу Земли, состоящую из азота, аммиака и углекислого газа, и подвергли её бомбардировке протонами. Этот процесс привел к образованию закиси азота — парникового газа, который в 300 раз эффективнее углекислого газа в удерживании тепла.
Даже если большая часть этого газа распадалась под воздействием ультрафиолета, оставшихся 10% было бы достаточно, чтобы прогреть экваториальные регионы планеты до 5 градусов Цельсия. При такой температуре вода могла оставаться в жидком состоянии, создавая идеальные условия для синтеза первых аминокислот. Оба исследования демонстрируют тесную связь эволюции климата Земли с активностью нашей звезды и её перемещением в космическом пространстве.
