Abstract

PACS number: 92.70.Qr Purpose: The paper discusses the influence of the early Sun and the solar system parameters on the paleomagnetic field and the development of life on Earth. Design/methodology/approach: The available theoretical models of the early Sun and the geomagnetic field were verified by experimental paleomagnetic, geological and biological data. Findings: The first billion of years of coexistence of the Sun and biosphere is the time of paradoxes. One of the major being the so-called “faint young Sun paradox”. According to astrophysical models, the luminosity of the young Sun had to be by 30 % lower than it is today. This had formed the scarcity of energy coming to the Earth at which for the first 2.3 billion years the Earth surface temperature should be below the ocean water freezing point, i.e. the Earth was a frozen sphere. However, according to paleontologic data on fossilized ancient organisms, and also to geological data, the traceable ancient biosphere and ancient geostrata were formed at an average Earth surface temperature above 60°, and in the presence of a large quantity of liquid surface water. One more paradox is the essential mistiming in the occurrence of the Earth magnetic field according to theoretical models and experimental data. Theoretical models of the geodynamo state can evaluate the occurrence of a solid core about 1÷1.5 billion years ago, whereas by paleomagnetic data, the geomagnetic field (comparable in value to that recently measured), measured in zircons aged to 4.2 billion years can be determined. Сonclusions: Possible ways of resolving “the weak young Sun” paradox, the geomagnetic paradox and the isotope xenon paradox are systematizeed. The majority of them includes consideration of the terrestrial processes depending on the general situation in the early Solar system and accounting for the biosphere role in formation of the Earth surface physical conditions. The early Earth is considered as open dynamic system in the aggregate of solar-terrestrial relationship and the early Sun dynamics, dynamics of movement and formation of planets of the early Solar system (for example, migrations of early Jupiter), as well as within the limits of studying the Earth-Moon system. Key words: early Sun and Solar System, influence of solar radiation on the biosphere, physical conditions on the early Earth, “the faint young Sun paradox”, the geomagnetic paradox Manuscript submitted 26.10.2017 Radio phys. radio astron. 2017, 22(4): 276-283 REFERENCES 1. OBRIDKO, V. N. and RAGULSKAYA, M. V., eds. 2017. Life and the Universe [online]. Moscow, Russia: BBM Publ. [viewed 20 November 2017]. Available from http://www.izmiran.ru/pub/izmiran/Life-n-Universe.pdf 2. TARDUNO, J. A., COTTRELL, R. D., DAVIS, W. J., NIMMO, F., and BONO, R. K., 2015. A Hadean to Paleoarchean geodynamo recorded by single zircon crystals. Science. vol. 349, is. 6247, pp. 521–524. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aaa9114 3. STARCHENKO, S. V. and PUSHKAREV, Y. D., 2013. Magnetohydrodynamic scaling of geodynamo and planetary protocore concept. Magnetohydrodynamics . vol. 49, no. 1, pp. 35–42.

Highlights

  • Предмет и цель работы: В статье обсуждается влияние раннего Солнца и параметров формирующейся солнечной системы на возникновение геомагнитного поля и первичной биосферы Земли

  • Теоретические модели геодинамо дают оценку появления твердого ядра в 1 1.5 млрд лет назад, в то время как по палеомагнитным данным определяется геомагнитное поле в цирконах возраста до 4.2 млрд лет

  • Миграция Юпитера и Сатурна по Солнечной системе остановила рост Земли и позволила ей существовать в привычном для нас диапазоне современных физических характеристик

Read more

Summary

Ââåäåíèå

Первый миллиард лет совместного существования Солнца и биосферы – это время парадоксов. Парадоксы возникают изза противоречия картины, которая складывается из совместного рассмотрения теоретических моделей физических условий на ранней Земле и немногочисленных экспериментальных данных о первом миллиарде лет существования нашей планеты. Вопрос о возможности верификации имеющихся теоретических моделей формирования Солнечной системы и физических условий на ранней Земле с точки зрения существования и развития современного типа жизни подробно. Проблема взаимосуществования Солнца и биосферы обоюдоострая: физические условия начала земных времен накладывали ограничения на возможные варианты жизни (“бытие определяет сознание”), а имеющиеся на сегодня астробиологические и палеонтологические данные об экосистемах ранней Земли позволяют отбрасывать те физические модели раннего Солнца, которые не соответствуют факту и условиям экспериментально подтвержденного существования. Солнце – основной источник энергии для всех планет солнечной системы, его динамика модулирует все пространственно-временные закономерности межпланетной среды в гелиосфере. Динамика молодого Солнца и физические условия на ранней Земле, безусловно, определяли формирование земной биосферы

Ðàííåå Ñîëíöå
Ïàðàäîêñ ñëàáîãî ìîëîäîãî Ñîëíöà
Ãåîìàãíèòíûé ïàðàäîêñ
Èçîòîïíûé êñåíîíîâûé ïàðàäîêñ
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call