THE SUN AND THE BIOSPHERE: THE PARADOXES OF 4 BILLION YEARS OF COEXISTENCE

THE SUN AND THE BIOSPHERE: THE PARADOXES OF 4 BILLION YEARS OF COEXISTENCE

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...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2017
Hauptverfasser: Ragulskaya, M. V., Obridko, V. N.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Видавничий дім «Академперіодика» 2017
Schlagworte:
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
Online Zugang:http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1276
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Radio physics and radio astronomy

Institution

Radio physics and radio astronomy
id rpra-journalorgua-article-1276
record_format ojs
institution Radio physics and radio astronomy
baseUrl_str
datestamp_date 2020-06-09T10:33:52Z
collection OJS
language Russian
topic 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
spellingShingle 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
Ragulskaya, M. V.
Obridko, V. N.
THE SUN AND THE BIOSPHERE: THE PARADOXES OF 4 BILLION YEARS OF COEXISTENCE
topic_facet 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
раннее Солнце и Солнечная система
влияние солнечного излучения на биосферу
физические условия на ранней Земле
парадокс “слабого молодого Солнца”
геомагнитный парадокс
раннє Сонце і Сонячна система
вплив сонячного випромінювання на біосферу
фізичні умови на ранній Землі
парадокс “слабкого молодого Сонця”
геомагнітний парадокс
format Article
author Ragulskaya, M. V.
Obridko, V. N.
author_facet Ragulskaya, M. V.
Obridko, V. N.
author_sort Ragulskaya, M. V.
title THE SUN AND THE BIOSPHERE: THE PARADOXES OF 4 BILLION YEARS OF COEXISTENCE
title_short THE SUN AND THE BIOSPHERE: THE PARADOXES OF 4 BILLION YEARS OF COEXISTENCE
title_full THE SUN AND THE BIOSPHERE: THE PARADOXES OF 4 BILLION YEARS OF COEXISTENCE
title_fullStr THE SUN AND THE BIOSPHERE: THE PARADOXES OF 4 BILLION YEARS OF COEXISTENCE
title_full_unstemmed THE SUN AND THE BIOSPHERE: THE PARADOXES OF 4 BILLION YEARS OF COEXISTENCE
title_sort sun and the biosphere: the paradoxes of 4 billion years of coexistence
title_alt СОЛНЦЕ И БИОСФЕРА: ПАРАДОКСЫ 4 МИЛЛИАРДОВ ЛЕТ ВЗАИМНОГО СУЩЕСТВОВАНИЯ
СОНЦЕ І БІОСФЕРА: ПАРАДОКСИ 4 МІЛЬЯРДІВ РОКІВ ВЗАЄМНОГО ІСНУВАННЯ
description 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 26.10.2017Radio phys. radio astron. 2017, 22(4): 276-283REFERENCES 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.
publisher Видавничий дім «Академперіодика»
publishDate 2017
url http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1276
work_keys_str_mv AT ragulskayamv thesunandthebiospheretheparadoxesof4billionyearsofcoexistence
AT obridkovn thesunandthebiospheretheparadoxesof4billionyearsofcoexistence
AT ragulskayamv solnceibiosferaparadoksy4milliardovletvzaimnogosuŝestvovaniâ
AT obridkovn solnceibiosferaparadoksy4milliardovletvzaimnogosuŝestvovaniâ
AT ragulskayamv sonceíbíosferaparadoksi4mílʹârdívrokívvzaêmnogoísnuvannâ
AT obridkovn sonceíbíosferaparadoksi4mílʹârdívrokívvzaêmnogoísnuvannâ
AT ragulskayamv sunandthebiospheretheparadoxesof4billionyearsofcoexistence
AT obridkovn sunandthebiospheretheparadoxesof4billionyearsofcoexistence
first_indexed 2025-12-02T15:38:16Z
last_indexed 2025-12-02T15:38:16Z
_version_ 1850423652302979072
spelling rpra-journalorgua-article-12762020-06-09T10:33:52Z THE SUN AND THE BIOSPHERE: THE PARADOXES OF 4 BILLION YEARS OF COEXISTENCE СОЛНЦЕ И БИОСФЕРА: ПАРАДОКСЫ 4 МИЛЛИАРДОВ ЛЕТ ВЗАИМНОГО СУЩЕСТВОВАНИЯ СОНЦЕ І БІОСФЕРА: ПАРАДОКСИ 4 МІЛЬЯРДІВ РОКІВ ВЗАЄМНОГО ІСНУВАННЯ Ragulskaya, M. V. Obridko, V. N. 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 раннее Солнце и Солнечная система; влияние солнечного излучения на биосферу; физические условия на ранней Земле; парадокс “слабого молодого Солнца”; геомагнитный парадокс раннє Сонце і Сонячна система; вплив сонячного випромінювання на біосферу; фізичні умови на ранній Землі; парадокс “слабкого молодого Сонця”; геомагнітний парадокс 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 26.10.2017Radio phys. radio astron. 2017, 22(4): 276-283REFERENCES 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. УДК 52-54; 577.3 Предмет и цель работы: В статье обсуждается влияние раннего Солнца и параметров формирующейся солнечной системы на возникновение геомагнитного поля и первичной биосферы Земли. Методы и методология: Проведена верификация имеющихся теоретических моделей раннего Солнца и геомагнитного поля экспериментальными палеомагнитными, геологическими и биологическими данными.Результаты: Первый миллиард лет совместного существования Солнца и биосферы – это время парадоксов. Один из основных – так называемый “парадокс слабого молодого Солнца”. Согласно астрофизическим моделям, светимость раннего Солнца была на 30 % меньше, чем сегодня. Это формировало недостаток поступления энергии на Землю, при котором первые 2.3 млрд лет температура поверхности Земли должна была бы быть ниже точки замерзания океанской воды, т. е. Земля представляла собой замерзший шар. Однако, согласно палеонтологическим данным по ископаемым древним организмам, а также геологическим данным, доступная для изучения древняя биосфера и древние геопороды формировались при средней температуре поверхности Земли более 60°, причем при наличии большого количества жидкой поверхностной воды. Еще одним парадоксом является существенное расхождение времени появления магнитного поля Земли согласно теоретическим моделям и экспериментальным данным. 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 (сопоставимое по величине с нынешним) в цирконах возраста до 4.2 млрд лет.Заключение: Систематизированы возможные пути разрешения парадокса “слабого молодого Солнца”, геомагнитного парадокса и изотопного ксенонового парадокса. Большинство из них включает в себя рассмотрение земных процессов в зависимости от общей ситуации в ранней Солнечной системе и учета роли биосферы в формировании физических условий поверхности Земли. Ранняя Земля рассматривается как открытая динамическая система в совокупности солнечно-земных связей и динамики раннего Солнца, динамики движения и формирования планет ранней Солнечной системы (например, миграции раннего Юпитера), а также в рамках изучения системы Земля–Луна.Ключевые слова: раннее Солнце и Солнечная система, влияние солнечного излучения на биосферу, физические условия на ранней Земле, парадокс “слабого молодого Солнца”, геомагнитный парадоксСтатья поступила в редакцию 26.10.2017Radio phys. radio astron. 2017, 22(4): 276-283СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Жизнь и Вселенная / Под ред. В. Н. Обрыдко, М. В. Рагульской. – М.: Издательство ВВМ, 2017. – 335 с. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.izmiran.ru/pub/izmiran/Life-n-Universe.pdf2. Tarduno J. A., Cottrell R. D., Davis W. J., Nimmo F., and Bono R. K. A Hadean to Paleoarchean geodynamo recorded by single zircon crystals // Science. – 2015. – Vol. 349, Is. 6247. – P. 521–524. DOI: 10.1126/science.aaa91143. Starchenko S. V. and Pushkarev Y. D. Magnetohydrodynamic scaling of geodynamo and planetary protocore concept // Magnetohydrodynamics. – 2013. – Vol. 49, No. 1. – P. 35–42.    УДК 52-54; 577.3 Предмет та мета роботи: В статті обговорюється вплив раннього Сонця і параметрів формованої сонячної системи на виникнення геомагнітного поля і первинної біосфери Землі.Методи і методологія: Виконано верифікацію наявних теоретичних моделей раннього Сонця і геомагнітного поля експериментальними палеомагнітними, геологічними й біологічними даними.Результати: Перший мільярд років спільного існування Сонця і біосфери – це час парадоксів. Один з основних – так званий “парадокс слабкого молодого Сонця”. Згідно з астрофізичними моделями, світність раннього Сонця була на 30 % меншою, ніж сьогодні. Це формувало нестачу надходження енергії на Землю, за якої перші 2.3 млрд років температура поверхні Землі мала б бути нижчою точки замерзання океанської води, тобто Земля була замерзлим шаром. Однак, згідно з палеонтологічними даними щодо викопних древніх організмів, а також геологічними даними, доступна для вивчення древня біосфера і стародавні геопороди формувалися за середньої температури поверхні Землі понад 60°, причому за наявності великої кількості рідкої поверхневої води. Ще одним парадоксом є суттєва розбіжність часу появи магнітного поля Землі згідно з теоретичними моделями й експериментальними даними. Теоретичні моделі геодинамо дають оцінку появи твердого ядра в 1÷1.5 млрд років тому, в той час як за палеомагнітними даними визначається геомагнітне поле (порівнянне за величиною з нинішнім) в цирконах віком до 4.2 млрд років.Висновки: Систематизовано можливі шляхи вирішення парадоксу “слабкого молодого Сонця”, геомагнітного парадоксу та ізотопного ксенонового парадоксу. Більшість з них містить у собі розгляд земних процесів залежно від загальної ситуації в ранній Сонячній системі і врахування ролі біосфери у формуванні фізичних умов поверхні Землі. Рання Земля розглядається як відкрита динамічна система в сукупності сонячно-земних зв’язків та динаміки раннього Сонця, динаміки руху і формування планет ранньої Сонячної системи (наприклад, міграції раннього Юпітера), а також в рамках вивчення системи Земля–Місяць.Ключові слова: раннє Сонце і Сонячна система, вплив сонячного випромінювання на біосферу, фізичні умови на ранній Землі, парадокс “слабкого молодого Сонця”, геомагнітний парадоксСтаття надійшла до редакції 26.10.2017Radio phys. radio astron. 2017, 22(4): 276-283СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ1. Жизнь и Вселенная / Под ред. В. Н. Обрыдко, М. В. Рагульской. – М.: Издательство ВВМ, 2017. – 335 с. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.izmiran.ru/pub/izmiran/Life-n-Universe.pdf2. Tarduno J. A., Cottrell R. D., Davis W. J., Nimmo F., and Bono R. K. A Hadean to Paleoarchean geodynamo recorded by single zircon crystals // Science. – 2015. – Vol. 349, Is. 6247. – P. 521–524. DOI: 10.1126/science.aaa91143. Starchenko S. V. and Pushkarev Y. D. Magnetohydrodynamic scaling of geodynamo and planetary protocore concept // Magnetohydrodynamics. – 2013. – Vol. 49, No. 1. – P. 35–42. Видавничий дім «Академперіодика» 2017-12-04 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1276 10.15407/rpra22.04.276 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 22, No 4 (2017); 276 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 22, No 4 (2017); 276 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 22, No 4 (2017); 276 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra22.04 ru http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1276/pdf Copyright (c) 2017 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY

Ähnliche Einträge