Model evolusi Matahari menunjukkan bahawa ia adalah sebanyak 30 peratus kurang bercahaya semasa sejarah awal Bumi daripada sekarang. Satu kajian baru dan melihat bulan Saturnus Titan telah memberikan petunjuk bagaimana Matahari dapat membuat Bumi awal cukup panas. Para saintis mengatakan jerebu organik tebal yang menyelimuti awal Bumi beberapa miliar tahun yang lalu mungkin serupa dengan jerebu yang meliputi Titan dan akan melindungi kehidupan yang muncul di planet ini dari kesan merosakkan sinaran ultraviolet, sambil menghangatkan planet ini.
Eric Wolf dari University of Colorado-Boulder dan pasukannya percaya bahawa jerebu organik terdiri terutamanya daripada produk sampingan kimia metana dan nitrogen yang dihasilkan oleh tindak balas dengan cahaya. Sekiranya zarah-zarah itu berkumpul dalam struktur kompleks yang lebih besar, susunan yang dikenali sebagai taburan ukuran fraktal, maka zarah terkecil akan berinteraksi dengan sinaran gelombang pendek, sementara struktur yang lebih besar yang terbuat dari partikel yang lebih kecil akan mempengaruhi panjang gelombang yang lebih panjang. Jerebu tidak hanya melindungi Bumi awal dari sinar UV, tetapi juga akan membolehkan gas seperti ammonia menumpuk, menyebabkan pemanasan rumah hijau dan mungkin membantu mengelakkan planet daripada membeku.
Penyelidik lain termasuk Carl Sagan telah mencadangkan kemungkinan penyelesaian untuk paradoks "Early Faint Sun" ini, yang umumnya melibatkan atmosfera dengan gas rumah kaca yang kuat yang dapat membantu melindungi Bumi. Tetapi sementara gas-gas itu akan menyekat sinaran, gas bumi tidak akan cukup menghangatkan kehidupan.
"Oleh kerana model iklim menunjukkan Bumi awal tidak dapat dihangatkan oleh karbon dioksida atmosfer sendiri kerana tahapnya yang rendah, gas rumah kaca lain pasti terlibat," kata Wolf. "Kami fikir penjelasan yang paling logik adalah metana, yang mungkin telah dipompa ke atmosfer oleh kehidupan awal yang memetabolismekannya."
Simulasi makmal membantu para penyelidik menyimpulkan bahawa jerebu Bumi mungkin terdiri daripada "rantai" zarah agregat yang tidak teratur dengan ukuran geometri yang lebih besar, serupa dengan bentuk aerosol yang dipercayai memenuhi atmosfera tebal Titan. Kedatangan kapal angkasa Cassini di Saturnus pada tahun 2004 telah membolehkan para saintis mempelajari Titan, satu-satunya bulan di sistem suria dengan atmosfer yang padat dan cairan di permukaannya.
Selama zaman Archean tidak ada lapisan ozon di atmosfer Bumi untuk melindungi kehidupan di planet ini, kata Wolf. "Jerebu metana pelindung UV di awal Bumi yang kami sarankan bukan hanya melindungi permukaan Bumi, tetapi juga melindungi gas atmosfera di bawahnya - termasuk gas rumah kaca, amonia yang kuat - yang akan memainkan peranan penting dalam menjaga Bumi awal hangat. "
Para penyelidik menganggarkan terdapat kira-kira 100 juta tan jerebu yang dihasilkan setiap tahun di atmosfer Bumi awal dalam tempoh ini. "Sekiranya ini terjadi, atmosfer Bumi awal secara harfiah akan meneteskan bahan organik ke lautan, menyediakan manna dari surga untuk kehidupan paling awal untuk mempertahankan dirinya," kata anggota pasukan Brian Toon, juga dari CU-Boulder.
"Metana adalah kunci untuk membuat model iklim ini berjalan, jadi salah satu tujuan kami sekarang adalah untuk menentukan di mana dan bagaimana asalnya," kata Toon. Sekiranya organisma terawal Bumi tidak menghasilkan metana, ia mungkin dihasilkan oleh pelepasan gas semasa letusan gunung berapi sama ada sebelum atau selepas hidup pertama kali muncul - hipotesis yang memerlukan kajian lebih lanjut.
Kajian baru ini kemungkinan akan memancarkan kembali minat dalam eksperimen kontroversial oleh saintis Stanley Miller dan Harold Urey pada tahun 1950 di mana metana, amonia, nitrogen dan air digabungkan dalam tabung uji. Setelah Miller dan Urey mengalirkan arus elektrik melalui campuran untuk mensimulasikan kesan kilat atau sinaran UV yang kuat, hasilnya adalah penciptaan kumpulan kecil asam amino - blok kehidupan.
"Kami masih memiliki banyak penelitian yang harus dilakukan untuk menyempurnakan pandangan baru kami tentang Bumi awal," kata Wolf. "Tetapi kami berpendapat makalah ini menyelesaikan sejumlah masalah yang terkait dengan jerebu yang ada di awal Bumi dan kemungkinan memainkan peranan dalam memicu atau setidaknya mendukung kehidupan paling awal di planet ini."
Sumber: CU-Boulder, Sains
