новости космоса
3354 22
02 августа 2020 20:06:16

Снижение солнечного потока могло спровоцировать образование «ледяной планеты»

По меньшей мере дважды в истории Земли почти вся планета была покрыта слоем снега и льда. Эти драматические события "снежной земли" произошли в быстрой последовательности, где-то около 700 миллионов лет назад, и данные свидетельствуют о том, что последовательные глобальные ледниковые периоды подготовили планету для последующего взрыва сложной многоклеточной жизни на Земле.

Ученые рассмотрели несколько сценариев того, что могло привести планету к каждому ледниковому периоду. Хотя ни один из этих процессов не был идентифицирован, предполагается, что то, что вызвало временное замораживание планеты, должно было сделать это таким образом, чтобы подтолкнуть планету к критическому порогу. Возможно это было снижение поступающего солнечного света или увеличение атмосферного углекислого газа до уровней, достаточно низких, чтобы вызвать глобальный рост льда.

Но ученые Массачусетского технологического института обнаружили, что Земля могла быть «сброшена» в глобальный Ледниковый период после того, как уровень солнечной радиации, которую она получала, быстро изменился в течение геологически короткого периода времени. Количество солнечной радиации не должно падать до определенной пороговой точки; до тех пор, пока уменьшение поступающего солнечного света происходит быстрее, чем критическая скорость оледенения.

Эти результаты, опубликованные сегодня в журнале «Proceedings of the Royal Society A», предполагают, что то, что вызвало ледниковые периоды Земли, скорее всего, включало процессы, которые быстро уменьшили количество поступающей солнечной радиации, такие как широко распространенные вулканические извержения или биологически индуцированное образование облаков, которые могли бы значительно блокировать солнечные лучи.

Полученные результаты могут быть также использованы для поиска жизни на других планетах. Исследователи были увлечены поиском экзопланет в пределах обитаемой зоны - на расстоянии от их звезды, которое было бы в пределах температурного диапазона, который мог бы поддерживать жизнь. Новое исследование предполагает, что планеты, как и Земля, также могут временно замерзнуть, если их климат резко изменится. Даже если они находятся в пределах обитаемой зоны, планеты земного типа могут быть более восприимчивы к глобальным ледниковым периодам, чем считалось ранее.

«У вас может быть планета, которая остается в пределах классической обитаемой зоны, но если количество поступающего солнечного света меняется слишком быстро, вы можете получить снежную землю», - говорит ведущий автор Константин Арншейдт, аспирант кафедры Земли, атмосферы и планетарных наук Массачусетского технологического института (EAPS).

Независимо от конкретных процессов, которые вызвали прошлые оледенения, ученые в целом согласны с тем, что снежная земля возникала из-за «временного» эффекта, включающего обратную связь лед-альбедо: по мере уменьшения поступающего солнечного света лед расширяется от полюсов к экватору. По мере того, как все больше льда покрывает земной шар, планета становится более отражающей, или выше в альбедо, что еще больше охлаждает поверхность для дальнейшего роста количества льда. В конечном счете, если лед достигает определенной площади, это становится неконтролируемым процессом, приводящим к глобальному оледенению.

Глобальные ледниковые периоды на земле носят временный характер из-за круговорота углерода на планете. Когда планета не покрыта льдом, уровень углекислого газа в атмосфере контролируется поверхностью. Когда планета покрыта льдом, выветривание значительно уменьшается, так что углекислый газ накапливается в атмосфере, создавая парниковый эффект, который в конечном итоге оттаивает планету от ее ледникового периода.

Ученые в целом согласны с тем, что образование снежных планет имеет какое-то отношение к балансу между поступающим солнечным светом, обратной связью лед-альбедо и глобальным углеродным циклом.

«Есть много идей о том, что вызвало эти глобальные оледенения, но все они на самом деле сводятся к некоторой неявной модификации поступающей солнечной радиации», - говорит Арншейдт. «Но обычно это изучается в контексте перехода через порог».

Исследователи разработали простую математическую модель климатической системы Земли, которая включает уравнения для представления соотношений между входящей и исходящей солнечной радиацией, температурой поверхности Земли, концентрацией углекислого газа в атмосфере и влиянием атмосферных осадков на поглощение и хранение углекислого газа. Исследователи смогли настроить каждый из этих параметров, чтобы наблюдать, какие условия породили ледниковый период.

В конечном счете они обнаружили, что планета с большей вероятностью замерзнет, если поступающее солнечное излучение будет быстро уменьшаться, причем быстрее критической скорости, а не до критического порога или определенного уровня солнечного потока. Существует некоторая неопределенность в том, какой именно будет эта критическая скорость, поскольку модель представляет собой упрощенное представление о климате Земли. Тем не менее, по оценкам Арншейдта, чтобы перейти в глобальный Ледниковый период, Земля должна была бы испытать примерно 2-процентное падение поступающего солнечного света в течение примерно 10 000 лет.

«Разумно предположить, что прошлые оледенения были вызваны геологически быстрыми изменениями поступающей солнечной радиации», - говорит Арншейдт.

Конкретные механизмы, которые, возможно, быстро «затемняли» небо на протяжении десятков тысяч лет, все еще обсуждаются. Одним из предположений являются вулканы, которые могли выбрасывать аэрозоли в атмосферу, блокируя поступающий солнечный свет по всему миру. Во-вторых, примитивные водоросли, возможно, развили механизмы, которые способствовали образованию светоотражающих облаков. Результаты этого нового исследования предполагают, что ученые могут рассматривать такие процессы, как эти, которые быстро уменьшают поступающую солнечную радиацию, как более вероятные триггеры для ледниковых периодов Земли.

«Даже если человечество не вызовет нового снежного оледенения на нашей нынешней климатической траектории, существование такой переломной точки в глобальном масштабе все еще может оставаться причиной для беспокойства»,-указывает Арншейдт. «Например, она учит нас, что мы должны опасаться скорости, с которой мы изменяем климат Земли, а не только величины изменений. Возможно, существуют и другие подобные переломные моменты, вызванные антропогенным потеплением. Выявление этих факторов и ограничение их критических значений является важной задачей для дальнейших исследований».


(Добавил: Maximka)

комментарии
1
Nablydatel141 · 02-08-2020

Меня больше интересует, более актуальная проблема.
Каким образом, будет преодолён языковой барьер с братьями и сёстрами по разуму?
Очень насущный вопрос!
А не какое-то там, гипотетическое оледенение.

2
dengess1-6 · 02-08-2020

Не факт что у алиенов будет язык.

3
postoronnim_-2 · 03-08-2020

Без языка у них будут фефекты фикции...

4
JamesWebb92 · 03-08-2020

Nablydatel, это не актуальная проблема. Это вообще не проблема. Разумные существа без каких-либо серьёзных проблем смогут понять друг друга. И не только поэтому это сегодня не актуально. А ещё потому, что никаких встреч с алиенами в ближайшее время не намечается.

5
Nablydatel141 · 03-08-2020

Ну-у... Право не знаю.
У меня на этой неделе, с десяток встреч запланировано.
И у каждого свой язык.
Здесь вот какая проблема - остаться при своём.
:-)

6
Kosmosamurai52 · 03-08-2020

Жестами общаться. Руками щупальцами плавниками хлопать...Да и телепатию никто не отменял. (*_*)

7
postoronnim_-2 · 03-08-2020

Кто к кому прилетит, тот и будет устанавливать способы и нормы общения! Во всяком случае, на Земле было искони так. Правда, довольно однообразно: все больше с помощью оружия...

8
AlfKorol60 · 04-08-2020

К1;5: Это настроение заставляет пускать дискуссию по юмористическому пути, или отсутствие интереса (понимания в...) к обсуждаемой в статье теме?!

9
Nablydatel141 · 04-08-2020

И то и другое:-)
Статья однобока.
Не учитывает, то что Земля сама себя подогревает, расширяясь при этом.

10
AlfKorol60 · 04-08-2020

1) Вход в ледниковый период - процесс естественный и длительный (по сравнению с продолжительностью человеческой жизни).
Но вот выход из ледникового периода (при условии сохранения солнечной радиации на современном уровне) сейчас человечество может совершить быстро (на нынешнем уровне развития).
2) Хотя это спорно, поскольку в глобальный ледниковый период численность и возможности людей снизились бы в десятки раз.. Скорее, сейчас человечество может вызвать резкий (и надеюсь, временный) перегрев планеты. Например, устроив в Антарктиде несколько коптящих производств с подветренной стороны (чтобы осевшая сажа покрыла значительную площадь ледников). Тогда альбедо понизится настолько, что в сезон полярного лета испарение с ледников увеличится в десятки раз. А пары воды - тоже парниковый газ...

11
Nablydatel141 · 04-08-2020

К.10. - простая фантазия, не учитывающая множество факторов.
Святое технологическое представление мира...

12
AlfKorol60 · 04-08-2020

Тепловое расширение и сжатие Земли вряд ли достигает 1% в линейных размерах. Тем более, что одновременно в одном полушарии лето (+ расширеие), а в другом зима (сжатие). Суммарный эффект близок к 0.
------------------
А вот какие внеземные явления могли бы уменьшить поступление солнечной энергии к Земле на 2-10% (помимо падения солнечной активности)? Типа плотного пылевого хвоста кометы (в плоскости орбиты Земли) или ещё чего-то...

13
AlfKorol60 · 04-08-2020

К11. Не соглашусь.
В иные годы, затратив в конце зимы несколько часов времени и несколько вёдер печной золы, я добивался освобождения своего дачного участка (20 от снега на пару недель раньше, чем у соседей (что предотвращало большее подтопление моего участка). Физическую модель этого явления я для себя описал.
А увеличение поглощения солнечной энергии в сезон полярного лета на целом континенте в разы (что легко достижимо на снегу и льду при снижении альбедо с 98% до 80%) не является недостижимой задачей.

14
AlfKorol60 · 04-08-2020

..участка (20 соток) от снега...

15
Nablydatel141 · 04-08-2020

К.12. Это в какой модели 1 процент?
К.13. Локально - без вопросов. Глобально - переведите свои потраченные часы и материалы(1:1), к той задаче которую предложили в к.10, к площади, количеству материалов в объеме планеты и времени на реализацию в рамках мировой цивилизации. Розу ветров учтите, для правильного копчения. Равномерность осаждения.
Жирный +, последствия и тому подобное.
Хватит...
Другая арифметика.

16
3756 · 04-08-2020

Пардон, тогда все зеленые микроорганизмы с фотосинтезом должны были передохнуть. А тогда - всего ничего по времени и произошел Кембрийский взрыв. Резкое увеличение сложности, численности и разнообразия.

17
AlfKorol60 · 04-08-2020

1) до 1% - это по моим прикидкам, учитывая коэффициенты линейного расширения материалов (кроме газов) и диапазон температур разогрева-охлаждения.
Если есть общепризнанная модель, где итоговое расширение из-за разогрева превышает 1%, киньте ссылку, ознакомлюсь.
2) Для понимания возможности масштабирования на региональный охват, задаю пару наводящих вопросов ( не то чтобы с подвохом, но с нестандартными ответами):
а) А какой по-вашему процент белоснежной поверхности нужно покрыть частицами сажи, чтобы снизить альбедо поверхности с 99 до 95%?!
б) И как часто её (сажу) нужно добавлять для продолжения действия на 1 сезон? А на 5 сезонов?!

18
Nablydatel141 · 04-08-2020

К. 17. Во первых, в игры вашего разума я не играю. Это по пунктам 2,а,б. Так как заранее высказал своё отношение по поводу этих размышлений в к.1.
Во вторых - по пункту 1 - Земля, не кучка песка разогреваемого Солнцем.

19
MP215 · 04-08-2020

AlfKorol, такой вопрос решит хороший выброс вулкана, которые при сжатии немного земли должны начать работать очень активно.

20
AlfKorol60 · 04-08-2020

Понятно.
1) Модели с тепловым расширением планеты свыше 1% - нет. Есть только личные убеждения. Тут мы равны (у каждого они свои).
2) Отказ отвечать на конкретные хитрые вопросы - разумен, т.к. сложно выдать ответ, близкий к реальному, не будучи погружённым в тему (т.е. не учитывая определяющие факторы). Нет ответа - нет критики.
3) Дровяная зола из моей печки содержала больше солей, чем сажи и разбрасывал я её совком (то есть не очень эффективно).
А при неполном сжигании углеводородного топлива могут образовываться очень мелкие частицы сажи (сотая доля миллиметра - не предел, но для среднего значения при расчёте - норм). Один килограмм топлива легко может дать грамм 100 мелкой сажи в отходящих газах (теплых, стремящихся вверх). Этого количества сажи даже в пересчёте на плотный графит достаточно, чтобы 1 квадратный метр покрыть полностью в 5 слоев. А полностью и не надо. Для заметного эффекта достаточно 1% (при такой плотности падения сажи трудно предположить, что на 1 квадратный миллиметр упадут столбиком 5 частичек сажи, а на соседние - ни одной).
Сажа хорошо поглощает солнечный свет даже под снегом на глубине до полуметра преобразуя его в тепло ( идущее на возгонку льда и снега находящихся преимущественно СВЕРХУ частичек сажи). Свет проникает в глубину свежего чистого снега на 1-2 метра, в лёд ещё глубже). А средний слой снега, выпадающий в Антарктиде за сезон - мене полуметра. То есть однократного нанесения сажи хватит на несколько сезонов.
----------------
Думаю, что именно с этим связан всеобщий запрет промышленной и хозяйственной деятельности в Антарктиде.... 100%-ную чистоту испортить можно малыми усилиями, а эффект может быть многократным.

21
AlfKorol60 · 04-08-2020

К19. Согласен, вулкан многое может, но он действует в обе стороны и не по заказу (его извержение сложно вызвать в нужной местности и ещё сложнее прекратить).
А антропогенная сажа действует в местах обитания довольно успешно. Вместе с грязью она вызывает скорейшее таяние снега вдоль дорог. По весне на несколько метров от дороги он уже пару недель как растаял, а на поле неподалёку лежит, как свежий...

22
Nablydatel141 · 04-08-2020

AlfKorol
Постоянное наложение осадков в виде снега, и снова, и снова.
Точка для ваших экспериментов не та.
Растает немного покров. Дальше что? Выпадет на тоже место или это место накроет другой испарившийся слой.
Демагогия, без осознания внешних факторов.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!