Una solución a la Paradoja del Joven Sol Tenue

Atmósfera

El extraño comportamiento de una estrella cercana, joven y similar al Sol podría ayudar a resolver uno de los misterios más excepcionales de la astronomía.

Cuando se aborda el problema del origen de la vida en la Tierra hace unos 4000 millones de años, aparece un problema. En esa época, el joven Sol era aproximadamente un 75% más tenue de lo que es ahora. Eso haría que la Tierra fuese significativamente más fría, de hecho, demasiado fría para el agua líquida.

No obstante, sabemos que el agua líquida es esencial para la vida que conocemos y sabemos a partir del registro fósil que hubo vida en la Tierra en esa época. El agua líquida debió estar presente. Entonces, ¿qué la mantuvo líquida?

Este problema, conocido como la Paradoja del Joven Sol Tenue, ha desconcertado a los astrónomos desde la década de 1970, cuando fue enunciada por Carl Sagan y sus colegas. Propuso que la atmósfera de la Tierra en esa época debió haber sido más rica en dióxido de carbono y que el consiguiente efecto invernadero fue el responsable del calentamiento. Otras pruebas, sin embargo, sugieren que la atmósfera podría no haber tenido suficiente CO2 para lograrlo. El Blog de arXiv ya ha echado un ojo a otras posibilidades en el pasado.

Hoy, Christoffer Karoff de la Universidad de Birmingham y un colega hacen una nueva sugerencia basada en su estudio de kappa Ceti, una estrella a unos 30 años luz de distancia en la constelación de Cetus (la Ballena) que es muy similar a como habría sido nuestro Sol hace 4000 millones de años.

Resulta que kappa Ceti es un poco más interesante de lo que pensaban algunos astrónomos. Esta joven estrella, dice Karoff, produce llamaradas y eyecciones de masa coronal a un índice que es tres órdenes de magnitud superior al actual del Sol. La implicación, por supuesto, es que nuestro Sol debe haber sido igual de activo a la misma edad de kappa Ceti (unos 700 millones de años de antigüedad).

Pero, ¿y qué? ¿Cómo las eyecciones de masa coronal habrían calentado a la Tierra? La respuesta está en un fenómeno conocido como el decrecimiento Forbush, por el astrónomo Scott Forbush que estudió los rayos cósmicos galácticos en las décadas de 1930 y 1940.

Forbush descubrió que el número de rayos cósmicos galácticos que impactan en la Tierra cae un 30% aproximadamente a lo largo del día que el Sol produce una eyección de masa coronal. La razón es que estas eyecciones son nubes gigantes de gas ionizado envueltas en potentes campos magnéticos. Estos campos simplemente lanzan los rayos cósmicos lejos de la Tierra.

Por lo que si el joven Sol producía muchas mas eyecciones de masa coronal, habrían llegado muchos menos rayos cósmicos a la Tierra.

Y aquí es donde entra en juego otra idea. En los últimos años, varios climatólogos han especulado que los rayos cósmicos promueven la formación de nubes en la atmósfera baja. La idea es que las moléculas ionizadas y las partículas de polvo se convierten en puntos focales para que se condensen las gotas.

Por lo que menos rayos cósmicos llevan a menos nubes. Incluso hay algunas pruebas de que la cobertura de nubes cae durante un decrecimiento Forbush, aunque huelga decir que hay cierta disputa sobre este tema.

Por lo que el razonamiento de Karoff es el siguiente. Más eyecciones de masa coronal en el pasado de la Tierra llevaron a que impactasen menos rayos cósmicos lo cual llevó a una menor cobertura de nubes. Una menor cobertura de nubes significa que se habría reflejado hacia el exterior menos luz solar lo cual habría permitido que se calentara la superficie.

Y esto es lo que mantuvo el agua líquida en la superficie de la Tierra hace 4000 millones de años.

¿Lo has pillado?


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1003.6043: How Did The Sun Affect The Climate When Life Evolved On The Earth? – A Case Study On The Young Solar Twin Kappa Ceti

Fecha Original: 2 de abril de 2010
Enlace Original

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Comments (16)

  1. Álvaro

    Según lo que dice el artículo cuando hay grandes eyecciones solares no deberíamos tener muchas nubes. Efecto que el mismo artículo dice que está en discusión, luego no es tan claro y palpable. Además, restringir la formación de nubes sólo al efecto de los rayos cósmicos en un clima totalmente diferente al actual me parece un tanto valiente por parte de quién propone esta idea.

  2. pqoiwupoiuq

    «¿Lo has pillado?» ahí la has cagado.

  3. Xavi

    Y hace 4.000 millones de años, la tierra seguramente no estaba en la órbita donde esta ahora; Y seguramente tenia mucha más actividad volcánica, que la que tiene ahora; Y la luna, si existia, no estaba a la distancia de ahora, estaria mucho más cerca, provocando mega mareas,… Tantos factores. Cómo para tener en cuenta solo el Sol

    • Jurl

      Sí, la Luna ya estaba ahí, tuvo que formarse casi casi al mismo tiempo que la Tierra. La rotación terrestre hace cuatro eones sería de unas 13 h más o menos, algo más seguramente, y desde luego la Luna estaría cerquísima. Los efectos que esto producía que yo sepa nadie lo ha calculado (ni hipotetizado siquiera). Actividad volcánica seguramente no mucha más, posiblemente ya estaba activada la tectónica de placas (hay indicios de que ya funcionaba poco después de esa fecha)… no sabemos nada. Lo que es casi seguro, es que ya había vida xD (hay registro fósil muy poco después también).

  4. Randolph

    No pudo abrir el enlace de arxivblog. ¿Se puede arreglar?

  5. joe

    …o como meter una teoria con calzador.,
    mmmm poco creible, esperemos mas análisis

  6. JGV

    Me parece una explicacion rebuscadíiiiisima. Alguien que traiga la navaja de Occam, por favor…. :-)

  7. [...] Una solución a la Paradoja del Joven Sol Tenue By Ibra Cuando se aborda el problema del origen de la vida en la Tierra hace unos 4.000 millones de años, aparece un problema. En esa época, el joven Sol era aproximadamente un 75% más tenue de lo que es ahora. Eso haría que la Tierra fuese significativamente más fría, de hecho, demasiado fría para el agua líquida. No obstante, sabemos que el agua líquida es esencial para la vida que conocemos y sabemos a partir del registro fósil que hubo vida en la Tierra en esa época. El agua líquida debió estar presente. Entonces, ¿qué la mantuvo líquida? Leer más. [...]

  8. Xavi tiene razon. hay muchos factores que jugaron en el origen de la vida. ademas tambien hubo que haber cierto equilibrio.

  9. Santiago

    Aquí se da por supuesto que para que exista vida el agua líquida debe de estar en superficie, pero eso no tiene por qué ser necesario, el agua líquida pudo estar en las profundidades oceánicas. Y por otra parte la temperatura de núcleo, y de la propia Tierra en la época era más alta que en la actualidad.

  10. Luis

    UMMM eso de ¿lo has pillado? no ha gustado mucho, la verdad…

  11. Francisco Ruiz

    a ver que les parece esto…
    el artìculo que aquì tenemos nos dice: “Por lo que menos rayos cósmicos llevan a menos nubes.”

    pero hoy antes de leer aqui, ya habìa leido esta nota en ABC.es que habla del mismo tema “paradoja del sol debil”:
    http://www.abc.es/20100331/ciencia-tecnologia-ciencias-tierra/descifrada-paradoja-debil-grandes-201003311256.html
    y dice: “La razón de la falta de nubes puede explicarse por el proceso por el que éstas se forman. Necesitan sustancias químicas producidas por algas y plantas, que no existían durante ese período. Precisamente, estos procesos químicos han sido capaces de formar una densa capa de nubes que reflejan el paso de los rayos solares,”

    una idea totalmente distinta sobre lo mismo, pues fui a leer el artìculo en arXiv y efectivamente, habla del efecto de los rayos còsmicos, entonces fui a buscar el origen de la nota de ABC y encontre que habla de Professor Minik Rosing, el cual con un Professor Robert Frei, both of the University of Copenhagen, Denmark… hicieron una investigaciòn, busque y fui a dar con una nota de la BBC: http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3321819.stm
    en la que explica que estos dos profesores: “Scientists claim to have found the oldest evidence of photosynthesis – the most important chemical reaction on Earth – in 3.7-billion-year-old rocks. ”

    y entonces, Minik Rosing si habla de reacciones quìmicas pero se refiere a la fotosíntesis!!

    no entiendo como puede un medio como ABC tomar dos investigaciones y mezclarlas tan fàcil…

    FRV

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