Una nueva investigación sugiere que la Tierra podría haber sido más propensos a la glaciación catastrófica que se creía anteriormente.
ScienceDaily (05 de diciembre 2011) - Dos investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder que se han adaptado a tres dimensiones, el modelo de circulación general del clima de la Tierra a una época en unos 2,8 millones de años atrás, cuando el sol fue significativamente más débil que la presente que el planeta puede haber sido más propensos a la glaciación catastrófica que se creía anteriormente.
El nuevo modelo 3-D del eón Arcaico en la Tierra que duró desde alrededor de 3,8 millones de años hasta 2,5 millones de años, incorpora las interacciones entre la atmósfera, los océanos, los ciclos de la tierra, el hielo e hidrológicos, dijo la Universidad de Colorado, estudiante de doctorado Eric Wolf de la atmosférico y oceánico departamento de ciencias. Wolf ha estado utilizando el nuevo modelo climático - que se basa en el Modelo de Comunidad Sistema de la Tierra mantenida por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder - en parte para resolver la "paradoja del joven Sol débil" que se produjeron varios miles de millones de años, cuando la salida del sol era sólo de 70 a 80 por ciento de los que hoy en día, pero cuando la evidencia geológica muestra que el clima era tan cálido o más caliente que ahora.
En el pasado, los científicos han utilizado varios tipos de modelos climáticos de una dimensión - ninguno de los cuales incluyen las nubes o la dinámica del hielo marino - en un intento de entender las condiciones en la Tierra primitiva que mantuvo cálido y acogedor para formas de vida primitivas. Pero el modelo 1-D más comúnmente utilizados por los científicos de la Tierra fija medida del hielo marino en un nivel específico a través del tiempo a pesar de las fluctuaciones de temperatura periódicos sobre el planeta, dijo Wolf.
"La inclusión de la dinámica del hielo marino hace que sea más difícil mantener la Tierra primitiva hace calor en nuestro modelo 3-D", dijo Wolf. "Estable, la temperatura media global por debajo de 55 grados Fahrenheit no es posible, ya que el sistema poco a poco va a sucumbir a la expansión del hielo marino y las temperaturas de refrigeración. Como el hielo del mar se expande, la superficie del planeta se convierte en altamente reflectante y menos energía solar es absorbida, temperaturas frescas, y el hielo marino continúa en expansión. "
Wolf y CU-Boulder Profesor Brian Toon continúan para buscar el mecanismo de calentamiento que al parecer mantienen la Tierra caliente y habitable en aquel entonces, como lo demuestra océanos líquidos y forma primordial de vida. Mientras que sus cálculos muestran una atmósfera que contiene 6 por ciento de dióxido de carbono podría haber hecho el truco, manteniendo las temperaturas medias de 57 grados F, la evidencia geológica de los suelos antiguos en la Tierra primitiva como indican las altas concentraciones de CO2 no estaban presentes en ese momento.
Los investigadores la Universidad de Colorado están ahora buscando a la composición de las nubes y la formación, el ciclo hidrológico, los movimientos de las masas continentales en el tiempo y el transporte de calor a través del sistema de la Tierra como de otros modos posibles de mantener a la Tierra primitiva lo suficientemente caliente como para que exista agua líquida. Lobo hizo una presentación sobre el tema en la reunión anual de la Unión Geofísica Estadounidense celebrará 12 5 al 9 en San Francisco.
Toon dijo que los modelos 1-D fundamentalmente equilibrar la cantidad de luz solar que alcanza la atmósfera, las nubes, y las superficies terrestres y acuáticos de la Tierra con la cantidad de "cenicienta" que se emite a la atmósfera, las nubes, y el espacio, principalmente en la porción infrarroja del espectro electromagnético. "La ventaja de un modelo 3-D es que el transporte de energía en todo el planeta y los cambios en todos los componentes del sistema climático se puede considerar, además del balance de energía planetario básico."
En el nuevo modelo 3-D, la prevención de una glaciación en todo el planeta requiere casi tres veces más CO2 que lo predicho por los modelos 1-D, dijo Wolf. Para todos los escenarios de clima cálido generado por el modelo 3-D, la temperatura media de la Tierra alrededor de 2,8 millones de años fue de 5 a 10 F grados más caliente que el modelo 1-D, dada la misma abundancia de gases de efecto invernadero. "Sin embargo, el modelo 3-D indica que aproximadamente 55 grados F de temperatura media fue aún lo suficientemente bajo como para provocar un deslizamiento por la Tierra primitiva en un evento glacial fuera de control, provocando lo que algunos científicos llaman una" Tierra Bola de Nieve '", dijo Wolf.
"El punto final de este estudio es determinar cómo era la Tierra en la época en que surgió la vida y durante la primera mitad de la historia del planeta", dijo Toon. "Hubiera sido envuelto por una neblina rojiza que habría sido difícil de ver a través, y el océano probablemente era de un color verdoso causado por el hierro disuelto en los océanos. No era un planeta azul por cualquier medio." Al final del eón Arcaico algunos 2500 millones años atrás, los niveles de oxígeno aumentaron rápidamente, creando una explosión de una nueva vida en el planeta, dijo.
Probando el nuevo modelo 3-D ha requerido enormes cantidades de tiempo superordenador de cálculo, dijo Toon, quien también está afiliado con el Laboratorio de CU-Boulder para la Física Atmosférica y Espacial. Un cálculo simple para el estudio se ejecutan en potentes de CU-Boulder nuevo supercomputador Janus puede tardar hasta tres meses.
El estudio de la Universidad de Colorado fue financiado por una Tierra de la NASA y la Ciencia Espacial de la Comunidad de Lobo, así como una beca de la Exobiología de la NASA y el Programa de Biología Evolutiva.
Toon se presentará con Roger Revelle AGU la Medalla de trabajos innovadores sobre los efectos de los aerosoles en las nubes y el clima en la reunión de 2011 en San Francisco. La Medalla de Revelle se presenta anualmente a un científico que ha demostrado sus excelentes logros y contribuciones a sistemas de clima de la Tierra entendimiento.
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