太古期地球“热爱生命”的成长（上）

大约在30到40亿年之前，远古地球与今日地球的气温大体相同，有一个令天体物理学家感到困惑的问题，远古时期的太阳远没有今日太阳光芒四射的热度。太阳在30到40亿年之前有些昏暗沉沉，太古时期的柔和而年轻的太阳达到了今日太阳照射地球的温度，似乎包含了某种悖论，天文学家卡尔·萨根最先提出了“太阳悖论”，在上个世纪70年代的早期，卡尔·萨根发现了太阳辐射地球的悖论现象，他的疑问一直困扰了科学家的逻辑思维，早期地球不会伴随一颗光芒照耀的太阳，按理论逻辑的推测，极早期地球是一个冰封万里和白雪皑皑的寒冷世界。

科罗拉多大学位于博尔特，该大学的科学家埃里克·沃尔夫和布莱恩·图恩研讨了“太阳悖论”问题，应用新型的超级计算机模型，他们修正了先前的理论方法，太古时期的地球十分温暖，发表在《天体生物学》杂志的论文给出了有说服力的解决方案。太古时期的地球保有温暖的气候，地球大气层含有密度高度集中的二氧化碳和甲烷气体，高密性的气体产生了温室气体效应，通过温室气体的覆盖温暖了原本寒冷的地球，太阳光昏暗，照射不足，大气云团的温室效应阻止了地球热量的挥发，补偿了太阳光辐射的不足。

卡尔·萨根指出了“太阳冷、地球热”的悖论现象，科学家用温室气体效应解释了其中的缘由，经历了多次的完善，但没有形成一个权威的理论，温室气体效应的正确性没有得到证实。在借助先进超级计算机模型的帮助，科学家现在完美地解释了极早期地球十分温暖的谜题，太古时期的地球达到了今日地球的温度。地球在25到40亿年前的生存条件极其困难，地球的大陆没有成型，陆地的占比面积很小，太古时期的地球存在大量的活火山，从火山口喷涌大量的二氧化碳气体，形成了地球大气中二氧化碳的来源。

太古地球的大气层含有极少量的氧气，植物进化缓慢，缺少植物的制氧机制，不能形成微生物的光合作用。地球生命起始于更早的时期，古生物学家发掘了遗存的最古老化石，找到了单细胞微生物存在的证据。在西澳大利亚35亿年以前的岩体中，古生物学家发现了有单细胞微生物印刻的化石，微小生命体曾出现在液态水中。在格陵兰岛8亿年以前的岩体中，古生物学家发现了类似的生物化石，地质学概念的沉积岩在地质运动的过程中沉入水底。

古地质学家认为，地表的平均温度在太古时期至少达到了冰点以上，那时的地球表面不是处在冰冻状态，远古地球的温度甚至比今日地球还要高，天气更为炎热，地质学家在地球太古期的岩层中没有发现冰川留下的明显标记。天文学家对太阳演变的一个事实有了充分了解，太阳在太古时期的亮度只有今日太阳的70%到80%，那时的太阳相对微弱而年轻，二氧化碳是太古时期地球大气层的主要成分。

当以二氧化碳气体构建大气模型时，科学家遇到了一个难以克服的困难，需要弥补昏暗而年轻的太阳照度不足的难题，科学家人为地添加了大量的二氧化碳气体，地表温度维持到了冰点之上。太古地球大气的二氧化碳数量大约为30,000ppm，相当于今日地球大气二氧化碳数量的大约75倍。地球化学家经过了测算，太古时期的地球大气层不能容纳数量庞大的二氧化碳气体，他们分析了太古时期的岩石标本，仅有的二氧化碳气体不足以将地面温度保持在冰点之上。