Lähdekoodi sivulle Himmeä nuori aurinko -paradoksi

'''Himmeä nuori aurinko -paradoksi''' on yhteensopimattomuus kahden eri [[Maa]]-planeetan alkuaikoja koskevan teorian välillä.  Nykykäsityksen mukaan Aurinko oli alussa huomattavasti nykyistä himmeämpi kuin nyt. Laskujen mukaan Aurinko olisi ollut niin himmeä ja lämmittänyt maata niin vähän, että kaikki maan vesi olisi jäätynyt ja elämä ei voinut syntyä.<ref name="lop">Ruddiman 2008, s. 45.</ref><ref name="Gribbin_2005_229">Syvä yksinkertaisuus – Kaaos, kompleksisuus ja elämän synty, John Gribbin, Tähtitieteellinen yhdistys Ursa 2005, Ursan julkaisuja 95, ISSN 0357-7937, {{ISBN|952-5329-41-0}}, {{ISBN|978-952-5329-41-4}}, s. 229.</ref>. Toisaalta [[geologia|geologisten]] merkkien perusteella mukaan Maassa kuitenkin lainehti virtaava vesi jo 200&ndash;600 miljoonaa vuotta sen synnyn jälkeen<ref name="Sullivan_Baross_2007_93">Planets and Life, Woodruff T. Sullivan III &  John A. Baross 2007, s. 93.</ref>. Ongelman muotoilivat [[Carl Sagan]] ja [[George Mullen]] vuonna 1972<ref>{{Lehtiviite | www = https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.177.4043.52?ck=nck | Otsikko = Earth and Mars: Evolution of Atmospheres and Surface Temperatures | Tekijä = Sagan, Carl & Mullen, George | Julkaisu = Science | Vuosikerta = 177 | Vuosi = 7.7.1972 | Numero = 4043 | Sivut = 52–56 | Julkaisija =  | Doi = 10.1126/science.177.4043.52 | Viitattu = | Kieli = {{en}}}}</ref>.

Astrofysikaalisten laskelmien mukaan [[aurinko|Auringon]] kirkkaus oli sen syntyessä noin 70&nbsp;%<ref name="Sullivan_Baross_2007_93"/><ref name="kasting">{{Verkkoviite | Tekijä= | Nimeke=The Faint Young Sun Problem | Ajankohta= | Osoite=http://www.ima.umn.edu/talks/workshops/10-29-11-2.2001/kasting/kasting.pdf | Julkaisija= | Viitattu=29. kesäkuuta 2007 | Kieli={{en}} | arkisto=https://web.archive.org/web/20060519195628/http://www.ima.umn.edu/talks/workshops/10-29-11-2.2001/kasting/kasting.pdf | arkistoitu=19.5.2006 }}</ref>, kun se oli [[pääsarja#Nollaiän pääsarja ZAMS|nollaiän pääsarjassa]], jonne tähdet asettuvat kutistuttuaan kaasu- ja pölypilvestä. Silloin Maa olisi ollut alussa kokonaan tai suurelta osin jääkauden kourissa pitkiä aikoja. Monet merkit kuitenkin viittaavat siihen, ettei näin ollut kuin korkeintaan ajoittain.

Auringon kirkkauden ollessa 0,7 nykyisestä Maan pintalämpötila olisi ollut ilman edes nykyistä hiilidioksidi- ja muuta kasvihuonekaasujoukkoa –40 astetta. Nykyisten kasvihuonekaasujen kanssa se olisi ollut –25 astetta<ref name="lop"/>.

Vallitsevan näkemyksen mukaan ongelman ratkaisu on, että Maalla olisi ollut aluksi [[vulkanismi|tulivuoritoiminnan]] vuoksi runsaasti hiilidioksidia ja metaania sisältänyt [[kaasukehä]], jolla oli voimakas [[kasvihuonevaikutus]]. Erityisesti [[karbonyylisulfidi]] on saattanut tuottaa riittävän kasvihuonevaikutuksen jäätymisen estämiseksi<ref>{{Lehtiviite | www = https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.0903518106 | Otsikko = Geological sulfur isotopes indicate elevated OCS in the Archean atmosphere, solving faint young sun paradox | Tekijä = Ueno, Yuichiro & Johnson, Matthew S. & Danielache, Sebastian O., et al. | Julkaisu = PNAS | Vuosikerta = 106 | Vuosi = 1.9.2009 | Numero = 35 | Sivut = 14784–14789 | Julkaisija =  | Doi = 10.1073/pnas.0903518106 | Viitattu = | Kieli = {{en}}}}</ref>. Muutamien tutkijoiden mielestä [[kosmiset säteet]] ovat voineet vaikuttaa ilmakehään<ref>{{Lehtiviite | www = https://web.archive.org/web/20110511090641/http://www.agu.org/pubs/crossref/2003/2003JA009997.shtml | Otsikko = Toward a solution to the early faint Sun paradox: A lower cosmic ray flux from a stronger solar wind | Tekijä = Shaviv, Nir J. | Julkaisu = Journal of Geophysical Research | Vuosikerta = 108 | Vuosi = 2003 | Numero = 1437 | Sivut =  | Julkaisija =  | Doi = 10.1029/2003JA009997 | Viitattu = | Kieli = {{en}}}}</ref>

== Teoriaa ==
Planeetan teoreettinen pintalämpötila lasketaan kaavasta

<math>T_e = \left({F_s(1-A) \over {4 \sigma}}\right)^{1/4}</math>

jossa ''T<sub>e</sub>'' laskettu pintalämpötila, ''F<sub>s</sub>'' [[aurinkovakio]] eli Auringon säteilyvoima planeetan, tässä siis Maan, radan kohdalla, ''A'' planeetan säteilynheijastuskyky, ns. [[Bondin albedo]] ja ''<math>\sigma</math>'' [[Stefan-Bolzmannin vakio]]. Tulokseksi saatava ''T<sub>e</sub>'' antaa planeetan pintalämpötilan ilman [[kasvihuoneilmiö]]tä. Se on Maalle noin 255&nbsp;K eli –18&nbsp;°C.

Jos aurinkovakioksi asetetaan Auringon alkuperäinen säteilymäärä 0,7&nbsp;''Fs'' , lämpötilaksi tulee 233&nbsp;K eli –40&nbsp;°C, ja kasvihuoneilmiöllä 262&nbsp;K eli –11&nbsp;°C.

Kun tunnetaan lisäksi ilmakehän [[emissiivisyys]], kasvihuoneilmiön vaikutusta pintalämpötilaan voidaan arvioida käyttämällä kaavaa:

<math>T_s = T_e \left({2 \over {2-e}} \right)^{1/4}</math>

jossa ''T<sub>s</sub>'' on pintalämpötila ja ''e'' ilmakehän emissiivisyys, joka on maapallolle noin 75&nbsp;%<ref name="greenhouse">{{Verkkoviite | Tekijä= | Nimeke=The Climate Machine: The Greenhouse Effect | Ajankohta= | Osoite=http://atoc.colorado.edu/~fasullo/pjw_class/greenhouse.html | Julkaisija= | Viitattu=29. kesäkuuta 2007 | Kieli= {{en}}  }}</ref>.

=== Auringon kirkkauden vaihtelu ===

{| class="wikitable"
! Miljardia vuotta sitten !! Auringon suhteellinen kirkkaus<ref name="kasting"/>
|-
| 4,6  || 0,7
|-
| 4,0 || 0,75
|-
| 3,5 || 0,76
|-
| 3,0 || 0,8
|-
| 2,5 || 0,86
|-
| 2,0 || 0,88
|-
| 1,0 || 0,92
|-
| 0,5 || 0,96
|}

== Lähteet ==
{{Viitteet}}

[[Luokka:Aurinko]]
[[Luokka:Paleoklimatologia]]
[[Luokka:Paradoksit]]