Ja šodien Zemi piemeklētu milzīga saules vētra, tā iznīcinātu tehnoloģijas un aizvestu mūs atpakaļ uz tumšajiem laikiem. Mums par laimi šādi notikumi ir ārkārtīgi reti. Bet pirms četriem miljardiem gadu baismīgie kosmosa laika apstākļi, iespējams, bija dienas kārtība. Tikai apokalipses vietā viņa radītu dzīvi. Tas ir pārsteidzošs secinājums pētījumam, kas nesen publicēts žurnālā Nature Geosciences. Tas balstās uz iepriekšējiem atklājumiem par jaunām saulē līdzīgām zvaigznēm, kuras izveidojis Keplera kosmiskais teleskops. Izrādījās, ka jaunie gaismekļi ir ārkārtīgi nestabili un "saules superflores" laikā izdala neticami daudz enerģijas. Salīdzinot, mūsu mežonīgākie laika apstākļi kosmosā izskatīsies kā drēgni.
NASA Vladimirs Harapetjans parādīja, ka, ja mūsu saule būtu tikpat aktīva 4 miljardus gadu, tas varētu padarīt Zemi apdzīvojamāku. Saskaņā ar Hayrapetyan modeļiem, kad saules uzpūšanās izplūst mūsu atmosfērā, viņi uzsāka ķīmiskas reakcijas, kas veicināja siltumnīcefekta gāzu un citu dzīvībai būtisku sastāvdaļu uzkrāšanos.
“Četrus miljardus gadu Zemei jābūt dziļi sasalušai,” saka Harapetjans, atsaucoties uz “vājo jauno saules paradoksu”, kuru 1972. gadā pirmo reizi formulēja Karls Sagans un Džordžs Mullens. Paradokss radās, kad Sagans un Mullens saprata, ka Zemei bija šķidra ūdens pazīmes pirms 4 miljardiem gadu, bet Saule bija par 30% blāvāka. "Vienīgais veids, kā to izskaidrot, ir kaut kādā veidā ieslēgt siltumnīcas efektu," sacīja Harapetjana.
Vēl viens noslēpums par jauno Zemi ir tas, kā pirmās bioloģiskās molekulas - DNS, RNS un olbaltumvielas - savāc pietiekami daudz slāpekļa, lai veidotos. Tā kā tas ir šodien, senās Zemes atmosfērā pārsvarā bija inerts slāpeklis (N2). Kaut arī īpašās baktērijas, "slāpekļa fiksētāji", izdomāja, kā sadalīt N2 un pārveidot to par amonjaku (NH4), agrīnajā bioloģijā šī spēja trūka.
Jaunais pētījums piedāvā elegantu risinājumu abām problēmām laika apstākļu veidā. Pētījumi tika sākti pirms vairākiem gadiem, kad Herapetjans Keplera datu bāzē pētīja zvaigžņu magnētisko aktivitāti. Viņš atklāja, ka G tipa zvaigznes (piemēram, mūsu Saule) jaunībā ir kā dinamīts: tās bieži izdala enerģijas impulsus, kas ir ekvivalenti 100 triljoniem atombumbu. Salīdzinot, visspēcīgākā ģeomagnētiskā vētra, ko cilvēki ir piedzīvojuši un kas izraisīja elektrības zudumus visā pasaulē, ir 1969. gada Kāringtonas notikums.
“Tas ir milzīgs enerģijas daudzums. Es to diez vai iedomājos,”saka Ramses Ramirez, Kornellas universitātes astrobiologs, kurš nebija iesaistīts pētījumā, bet strādā ar Hayrapetyan.
Ļoti drīz Harapetjans sāka rīt, ka viņš varētu izmantot šo atklājumu, lai izpētītu Saules sistēmas agrīno vēsturi. Viņš aprēķināja, ka pirms 4 miljardiem gadu mūsu saule varēja izstarot desmitiem superluktūru ik pēc dažām stundām, un viens vai vairāki no tiem katru dienu varēja trāpīt magnētiskajā laukā. "Jūs varētu teikt, ka Zemei pastāvīgi uzbrukuši milzu Kāringtonas notikumi," viņš saka.
Izmantojot skaitliskos modeļus, Hayrapetyan parādīja, ka saules superflām jābūt pietiekami spēcīgām, lai krasi saspiestu Zemes magnetosfēru - magnētisko vairogu, kas ieskauj mūsu planētu. Turklāt uzlādētajām saules daļiņām vajadzēja izdurt caurumu magnetosfērā pie mūsu planētas poliem, nonākot atmosfērā un saduroties ar slāpekli, oglekļa dioksīdu un metānu. "Tātad, visas šīs daļiņas mijiedarbojas ar molekulām atmosfērā un rada jaunas molekulas - ķēdes reakciju," saka Hayrapetyan.
Reklāmas video:
Šīs saules un atmosfēras mijiedarbības rezultātā rodas slāpekļa oksīds - siltumnīcefekta gāze ar globālās sasilšanas potenciālu, kas 300 reizes pārsniedz CO2. Harapetjana modeļi liek domāt, ka tajā laikā varēja būt saražots pietiekami daudz slāpekļa oksīda, lai planēta varētu sākt spēcīgi uzkarst. Cits bezgalīgās saules vētras produkts, ciānūdeņradis (HCN), varētu virsmu mēslot ar slāpekli, kas nepieciešams, lai veidotu pirmos dzīves blokus.
"Cilvēki apskatīja zibens un krītošus meteorītus kā veidus, kā ierosināt slāpekļa ķīmiju," saka Ramirezs. "Es domāju, ka stilīgākais šajā darbā ir tas, ka neviens iepriekš nav domājis palūkoties uz saules vētrām."
Tagad biologiem būs jānosaka, vai precīzs vēlamo molekulu maisījums varēja būt dzimis pēc virskārtas uzliesmošanas, un pēc tam radīt dzīvību. Šis pētījums jau tiek veikts. Tokijas Zemes zinātņu institūta zinātnieki jau izmanto Harapetjana modeļus, plānojot jaunus eksperimentus, lai modelētu apstākļus uz senās Zemes. Ja šie eksperimenti var radīt aminoskābes un RNS, iespējams, kosmosa laika apstākļi tiks pievienoti iespējamo dzīvības dzirksteles sarakstam.
Papildus visam pārējam, Hayrapetyan modeļi iepriekš varēja atklāt Marsa apdzīvojamību. Tiek uzskatīts, ka Sarkanā planēta bija pilna ar ūdeni pirms četriem miljardiem gadu. Šādi pētījumi noderēs arī dzīvības meklējumos ārpus mūsu Saules sistēmas.
Galu galā mēs tikai sākam saprast, kas ir zvaigznes “potenciāli apdzīvojamā zona”, kur planētām var būt okeāni ar šķidru ūdeni. Bet tagad apdzīvojamo zonu nosaka tikai zvaigznes spilgtums.
“Galu galā mēs uzzināsim, vai zvaigznes enerģija var palīdzēt radīt biomolekulas. Varbūt bez viņas dzīves būtu patiess brīnums."
ILYA KHEL