Il nostro antico sole è andato a dieta? Bande di roccia marziana potrebbero risolvere il paradosso del "giovane sole debole".

Il nostro antico sole è andato a dieta? Bande di roccia marziana potrebbero risolvere il paradosso del "giovane sole debole".

Un sole che perde peso è un modo per risolvere il paradosso del "sole giovane e debole".

S. Wiessinger/SDO/NASA Goddard Space Flight Center di Goddard

Quando la Terra era una massa di roccia appena coniata circa 4,5 miliardi di anni fa, il sistema solare era un luogo freddo. I fisici prevedono che il nostro giovane sole emette dal 15% al 25% di energia in meno rispetto ad oggi, tanto da congelare gli oceani della Terra e rendere Marte ancora più freddo. Eppure le rocce antiche suggeriscono che l'acqua scorreva attraverso entrambi i pianeti, ponendo un puzzle perplesso.

Per anni, i modellatori del clima hanno risolto questo cosiddetto "debole e giovane sole" paradosso proponendo che le antiche atmosfere di entrambi i pianeti avessero la giusta composizione di gas serra per isolarli e mantenerli al di sopra del gelo. Ma se il sole giovane raggiungesse il suo peso attuale solo dopo una dieta - spargimento forse il 5% della sua massa iniziale in un vento stellare di particelle in fuga - avrebbe bruciato più luminoso nel suo passato di quanto previsto, risolvendo il paradosso. L'unico problema di questa ipotesi? Gli scienziati non hanno avuto modo di sapere se sia successo o meno.

Ora, gli astronomi dicono di aver trovato una potenziale "impronta digitale" degli antichi cicli di massa-climatici del sole conservati in bande di rocce marziane. Per trovare il loro marcatore, Christopher Spalding, un astronomo planetario della Yale University, il geobiologo Woodward Fischer del California Institute of Technology di Pasadena, e l'astronomo Gregory Laughlin di Yale hanno iniziato con un ciclo orbitale che sia sulla Terra che su Marte. Mentre i pianeti del sistema solare ruotano intorno al sole, la loro stessa gravità modifica le orbite dell'altro.

Una delle tante interazioni di questo tipo tira le orbite della Terra e di Marte avanti e indietro tra un percorso più circolare e uno più ellittico. Questo modello, un parente dei cicli responsabili delle ere glaciali terrestri, si ripete ogni 405.000 anni. Secondo le simulazioni del team, questo ciclo ha mantenuto un tempo affidabile per tutta la storia del sistema solare.

Il team di Spalding propone che, mentre le loro orbite mutevoli li portavano sempre più vicini al sole, i climi della Terra e di Marte si spostavano, lasciando cicliche striature nella roccia sedimentaria, come le bande stratificate sulle pareti dei fiordi scandinavi. Quando le orbite dei primi pianeti li portavano più vicini al sole, ad esempio, le zone già bagnate ricevevano più calore, più pioggia, o neve, e quindi più erosione. Gli strati di sedimenti sarebbero relativamente più spessi in questi momenti che nelle parti più fredde del ciclo.

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Strati di rocce su Marte potrebbero registrare un ciclo climatico di 400.000 anni.

MSS/JPL-Caltech/NASA

E questo significa che potrebbe essere usato per tracciare la massa del sole. Se il sole fosse stato del 5% più pesante di qualche miliardo di anni fa, avrebbe tirato più forte i pianeti, aumentando la frequenza del ciclo di un 5% corrispondente, fino a circa una volta ogni 386.000 anni.

La terra, purtroppo, conserva poco della sua antica roccia, a causa della zangola della tettonica a placche. Ma Marte si'. Spalding suggerisce che un futuro rover lì, armato di attrezzature per la datazione, potrebbe fare il trucco, riporta in un documento accettato a Le lettere del diario astrofisico . "Dovrai farlo come progetto collaterale", dice, "perché tutti vogliono trovare la vita più di quanto vogliono trovare 400.000 anni di banding".

Nel 2006, un'altra squadra ha gettato le basi per l'ipotesi di Spalding, evidenziando la relazione lineare tra la massa del sole e la più ampia famiglia di cicli orbitali interplanetari. Ma si sono fermati a quel punto perché si sono sentiti "il record climatico, o il record geologico, non ha sufficiente risoluzione," dice Renu Malhotra, uno scienziato planetario dell'Università dell'Arizona a Tucson che ha condotto lo studio precedente. Ha riserve simili sull'approccio di Spalding, dice.

Nel frattempo, Dawn Sumner, un geobiologo dell'Università della California, Davis, e un membro del team Curiosity rover della NASA dice che i moderni Mars rover potrebbero fare almeno una parte del lavoro che il team di Spalding ha suggerito. Curiosità ha già misurato gli spessori degli strati sedimentari sui pendii esposti, e il nuovo sito di atterraggio selezionato per il rover 2020 sembra avere scogliere ripide, che possono rivelare strisce simili. "Se troviamo il posto giusto, è qualcosa che la gente farà", dice.

Ma Sumner è meno sanguigno sulla datazione dei vari strati, cruciale per rivelare i minimi cambiamenti nei cicli orbitali. Sulla Terra, dice, questo tipo di datazione di precisione richiede un sacco di lavoro sul campo per trovare i campioni migliori e riportarli in laboratorio. Un rover, al contrario, sarebbe difficile da fare tutto sul posto. Di fronte a quell'ostacolo, dice: "Probabilmente è impossibile provarlo nei prossimi decenni su Marte".

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