Солнце меняло климат Земли миллионы лет назад — столкновения с облаками газа вызывали ледниковые периоды

Земля никогда не существовала изолированно. Её климатическая история, как выясняется, тесно связана не только с внутренними процессами, но и с путешествием всей Солнечной системы по Млечному Пути. Астрофизики из исследовательского центра NASA SHIELD при Бостонском университете обнаружили, что перемещение нашей звезды сквозь межзвёздные облака напрямую влияло на климат планеты, вызывая масштабные похолодания.

Защитный пузырь, который создаёт солнечный ветер и окружает всю Солнечную систему, называется гелиосферой. Этот щит из заряженных частиц отражает космическую радиацию, оберегая планеты от её разрушительного воздействия. Однако, как показало компьютерное моделирование под руководством главного исследователя центра Мерав Офер, за последние 14 миллионов лет Солнце как минимум трижды пересекало гигантские скопления межзвёздного газа. В эти моменты внешнее давление сжимало гелиосферу до такой степени, что её границы смещались вплотную к светилу, оставляя Землю практически беззащитной.

Воздействие межзвёздной среды на атмосферу планеты, оставшуюся без защиты, приводило к резкому увеличению содержания водяного пара. А это, в свою очередь, запускало механизм глобального похолодания. Важно, что результаты компьютерных симуляций находят подтверждение в геологических данных. В пробах антарктического льда, глубоководных осадках и лунном грунте, относящихся к тем периодам, действительно обнаружены элементы, характерные для космической пыли. Это значит, что Земля в те эпохи была открыта для межзвёздного вещества, и это оставило свой след в геологической летописи.

Но Солнце влияло на климат не только таким образом. Второе исследование, проведённое научным сотрудником NASA из Центра космических полетов Годдарда Владимиром Айрапетяном, посвящено так называемому парадоксу тусклого молодого Солнца. Три миллиарда лет назад наша звезда светила примерно на 30 процентов слабее, чем сегодня. По логике, древняя Земля должна была быть покрыта толстым слоем льда — но геологические данные говорят об обратном: на планете существовала жидкая вода, а значит, было достаточно тепло для её существования.

Учёный нашёл объяснение этому парадоксу. Тогда Солнце регулярно извергало мощнейшие сверхвспышки, забрасывая Землю высокоэнергетическими частицами. В лабораторном эксперименте исследователи воссоздали раннюю атмосферу планеты, состоявшую из азота, аммиака и углекислого газа, и бомбардировали её протонами — имитацией солнечных частиц. В результате образовалась закись азота — парниковый газ, который в 300 раз эффективнее углекислого газа удерживает тепло.

Даже если большая часть этого газа распадалась под воздействием ультрафиолета, оставшихся десяти процентов было достаточно, чтобы прогреть экваториальные регионы планеты до пяти градусов Цельсия. Такая температура позволяла воде оставаться жидкой и создавала идеальные условия для синтеза первых аминокислот — тех самых молекул, которые впоследствии стали строительными блоками для возникновения жизни.

Обе работы демонстрируют одну важную закономерность: климат Земли никогда не был изолированной системой. Его эволюция неразрывно связана с активностью Солнца и с тем, как наша звёздная система движется в космическом пространстве. Столкновения с межзвёздными облаками, солнечные сверхвспышки — всё это оставляло свой след на планете, определяя, какие эпохи будут тёплыми, а какие ледниковыми. И если сегодня мы говорим о климатических изменениях, возможно, стоит помнить, что за миллионы лет до появления человечества климат уже не раз менялся под воздействием сил, неподвластных никому на Земле.