ปฏิทรรศน์ดวงอาทิตย์อายุน้อยที่สลัว

ปริศนา

แบบจำลองวิวัฒนาการของดาวฤกษ์บอกว่าดวงอาทิตย์ค่อย ๆ สว่างขึ้นตลอดชีวิต เพราะเมื่อไฮโดรเจนในแกนถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียม แกนจะหนาแน่นและร้อนขึ้น ปฏิกิริยาจึงเร็วขึ้น เมื่อราว 4,000 ล้านปีก่อน ดวงอาทิตย์จึงน่าจะสว่างเพียงราว 70% ของปัจจุบัน

ถ้าโลกในตอนนั้นมีบรรยากาศแบบปัจจุบัน แสงอาทิตย์ที่น้อยลงขนาดนั้นจะทำให้มหาสมุทรแข็งตัวทั้งหมด และเมื่อโลกเป็นน้ำแข็ง ผิวสีขาวจะสะท้อนแสงกลับออกไปมากขึ้น ทำให้หนาวยิ่งขึ้นไปอีก แต่หลักฐานทางธรณีวิทยา เช่น หินตะกอนที่เกิดในน้ำ และแร่เซอร์คอนอายุกว่า 4,000 ล้านปี บ่งชี้ว่าโลกยุคแรกมีน้ำเหลวอยู่ และสิ่งมีชีวิตก็เกิดขึ้นตั้งแต่ช่วงนั้น ปริศนานี้ถูกชี้ให้เห็นโดยคาร์ล เซแกน และจอร์จ มัลเลน ในปี ค.ศ. 1972

คำตอบที่เป็นไปได้

• ปรากฏการณ์เรือนกระจกที่แรงกว่า บรรยากาศยุคแรกอาจมีคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าปัจจุบันมาก รวมถึงมีเทนที่จุลินทรีย์ยุคแรกผลิตขึ้น ช่วยกักความร้อนไว้ คำตอบนี้ได้รับการสนับสนุนมากที่สุด
• โลกสะท้อนแสงน้อยกว่า โลกยุคแรกมีทวีปน้อย ผิวส่วนใหญ่เป็นมหาสมุทรสีเข้มที่ดูดกลืนแสง และอาจมีเมฆน้อยกว่า
• ดวงอาทิตย์ยุคแรกมีมวลมากกว่าเล็กน้อย ถ้าดวงอาทิตย์สูญเสียมวลไปกับลมสุริยะที่แรงในวัยเยาว์ ก็อาจสว่างกว่าที่แบบจำลองคาดไว้ แต่หลักฐานจากดาวอายุน้อยดวงอื่นไม่ค่อยสนับสนุน

ปริศนานี้น่าจะคลี่คลายได้ด้วยหลายปัจจัยรวมกัน แต่ยังไม่มีข้อสรุปที่ลงตัว และดาวอังคารมีปริศนาเดียวกันที่ยากกว่า เพราะอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์กว่า แต่ก็มีร่องรอยของแม่น้ำในอดีต ปริศนานี้ยังเตือนว่าดวงอาทิตย์จะสว่างขึ้นต่อไป ในอีกราว 1,000 ล้านปี โลกอาจร้อนเกินกว่าจะมีมหาสมุทรได้