Astrofisica

Il paradosso del Sole giovane e debole

Il paradosso del Sole giovane e debole

Elia Magrinelli

ottobre 2nd, 2016

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Nel 1972, Carl Sagan e George Mullen scoprirono quello che oggi viene chiamato “il paradosso del Sole giovane e debole”. Secondo la fisica il nostro Sole è diventato sempre più luminoso nel tempo per via dell’aumento della fusione di idrogeno nel suo nucleo. Questo significa che il Sole che illuminava e riscaldava la Terra all’inizio della sua storia (4 miliardi di anni fa) aveva circa il 25% di luminosità in meno rispetto ad oggi. In teoria questa minore energia inviata sul nostro pianeta avrebbe dovuto causare una progressiva espansione dei ghiacci del polo, che a loro volta avrebbero aumentato la quantità di luce riflessa anziché assorbita, portando ad un’ulteriore raffreddamento della Terra. Questa reazione a catena avrebbe dovuto portare il nostro pianeta e temperature glaciali; tuttavia, i dati che provengono dalle rocce ed i fossili del passato ci dicono che la Terra nei suoi primi periodi era un pianeta con abbondanza di acqua liquida e temperature elevate, condizioni ottimali per la formazione delle prime semplici forme di vita. Pertanto, venne formulato il seguente paradosso: come poteva essere il Sole più debole ed allo stesso tempo la Terra essere calda? Questo video di MinuteEarth mostra le risposte più probabili che abbiamo a disposizione oggi.

Tra tutte le possibili spiegazioni create la più probabile sembra essere che l’atmosfera primordiale della Terra contenesse gas serra estremamente efficienti, al punto di riuscire a mantenere la superficie della Terra costantemente riscaldata. Ancora non sappiamo con esattezza quali fossero questi gas o da dove provenissero, ma le probabili risposte a questa domanda sembrerebbero anche rispondere all’origine di alcuni elementi chiave per la formazioni delle molecole base della vita.

Una delle ipotesi è che una costante pioggia di detriti, provenienti dalla formazione del nostro sistema solare, avrebbe continuamente sciolto i ghiacci sulla Terra ed allo stesso tempo liberato gas serra, come l’anidride carbonica, il metano e lo zolfo. Quest’ultimo è a sua volta un componente essenziale per molti aminoacidi.

Un’altra probabile risposta viene dal Sole stesso. Le cosiddette tempeste solari, anche oggi proiettano correnti di particelle cariche d’energia verso la Terra, formando quello che chiamiamo il vento solare. Oggi questi fenomeni interferiscono con il campo magnetico della Terra penetrandolo in determinati punti, dove interagiscono con l’atmosfera e si manifestano sotto forma di aurore. Nel passato le tempeste solari erano molto più forti e frequenti: l’interazione di questi venti solari con l’atmosfera primordiale della Terra avrebbe aiutato a generare gas come il monossido di azoto, un gas serra 300 volte più efficiente dell’anidride carbonica, e l’acido cianidrico, un gas velenoso, ma che ironicamente può anche costituire una base per la formazione di molecole fondamentali per la vita, quali i nucleotidi.

Qualunque sia stata la vera storia, in qualche modo la Terra è riuscita a creare una cupola in grado di garantire lo sviluppo della vita nonostante il più debole Sole di allora. Allo stesso tempo sappiamo anche che il progressivo aumento di luminosità del Sole nelle epoche future porterà ad un riscaldamento della Terra che porterà all’ebollizione completa dell’acqua sulla Terra e la fine della vita come la conosciamo.

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