Em algumas regiões, o Sol é tão intenso que as pessoas precisam se proteger constantemente do calor e da radiação. Contudo, há bilhões de anos, a estrela emitia menos energia: isso sugere que a Terra deveria estar completamente congelada por falta de calor na superfície, mas o Paradoxo do Jovem Sol Fraco e as evidências mostram um cenário completamente diferente.
Apesar do Sol jovem emitir menos energia, os dados apontam que o planeta já possuía oceanos líquidos e condições favoráveis ao surgimento da vida. Isso foi uma questão tão misteriosa que até chamou a atenção do físico e divulgador científico norte-americano Carl Sagan, que dedicou parte do seu tempo a tentar compreender o paradoxo.
O interesse do cientista foi tão grande que, em 1972, Carl Sagan e o astrônomo George Mullen publicaram o artigo Earth and Mars: Evolution of Atmospheres and Surface Temperatures. Nele, eles analisaram como a atmosfera primitiva da Terra poderia ter mantido temperaturas amenas, apesar de um Sol mais fraco.
Na época, os cientistas sugeriram que altos níveis de amônia e metano na atmosfera primitiva poderiam ter intensificado o efeito estufa, isso poderia ter impedido que a Terra congelasse mesmo em condições tão frias. O estudo também abordou Marte, mas o foco principal foi a evolução do clima terrestre.
Apesar de o artigo de Sagan e Mullen abordar o tema, o termo Paradoxo do Jovem Sol Fraco ainda não existia. Apenas em 1981, o geofísico norte-americano James C. G. Walker o utilizou em um artigo; isso ajudou a consolidar a questão, que já vinha sendo estudada por diversos cientistas. Nos anos seguintes, a expressão se popularizou e passou a ser amplamente usada para descrever esse enigma, que ainda intriga os pesquisadores.
“Estudos astrofísicos indicam que a luminosidade do Sol era muito menor no início da história da Terra do que no [período] Fanerozoico. Na verdade, a emissão de radiação era tão baixa que toda a água na superfície do planeta deveria estar congelada. No entanto, as evidências mostram que isso não aconteceu”, a enciclopédia Britannica descreve.
Como era o Sol primitivo?
O Sol possui aproximadamente 1,39 milhão de quilômetros de diâmetro e foi formado há 4,6 bilhões de anos; ele exerce a principal força gravitacional no Sistema Solar. Sua influência mantém planetas como a Terra e Marte, além de cometas, asteroides e outros pequenos corpos espaciais em trajetórias relativamente estáveis.
No início de sua formação, o Sol tinha apenas 70% da sua luminosidade atual, ou seja, era cerca de 30% menos intenso. Apesar dessa diferença parecer pequena, cientistas estimam que isso teria resultado em temperaturas médias de -7 °C na superfície da Terra. Se esse cenário fosse real, o planeta primitivo seria frio o suficiente para manter a água congelada e impossibilitaria a existência de oceanos líquidos.
O conhecimento atual sobre a formação do Sol indica que, há 4,6 bilhões de anos, uma nuvem interestelar de gás e poeira entrou em colapso gravitacional, possivelmente desencadeado por uma onda de choque de uma supernova ou por interações com outras estrelas massivas.
À medida que a nuvem se contraiu, o material se concentrou em uma protoestrela, aumentando a temperatura e a pressão no núcleo. Após dezenas de milhões de anos, a temperatura atingiu um nível crítico, que iniciou a fusão nuclear do hidrogênio. Esse processo marcou a transição da protoestrela para uma estrela completa; assim nasceu o Sol como o conhecemos hoje.
Se o destino da Terra tivesse seguido a lógica de um Sol fraco, mantendo o planeta congelado, a vida como a conhecemos talvez nunca tivesse surgido. É nesse ponto que o paradoxo começa. As atuais evidências sugerem que, há cerca de 4,4 bilhões de anos, a superfície já possuía água líquida e condições propícias para o desenvolvimento da vida unicelular – que mais tarde deu origem a todas as formas de vida conhecidas.
“[O paradoxo do jovem Sol fraco] é uma questão fundamental sobre a habitabilidade da Terra ao longo de toda a sua história, e tem implicações significativas para a habitabilidade de exoplanetas”, disse o cientista planetário do Observatório de Paris, Benjamin Charnay, em mensagem ao site Quanta Magazine.
Resolvendo o Paradoxo do Jovem Sol Fraco
Há algumas décadas, cientistas começaram a encontrar evidências de que a Terra primitiva não estava completamente congelada; por exemplo, amostras de algas indicam a presença de água líquida há bilhões de anos. Para explicar esse paradoxo, Sagan e Mullen sugeriram que uma atmosfera mais densa no início da formação do planeta poderia ter retido calor suficiente para manter a água em estado líquido.
Para manter a atmosfera aquecida, Sagan e Mullen sugeriram que a amônia poderia ter desempenhado esse papel. Contudo, estudos posteriores mostraram que esse gás não teria resistido à intensa radiação ultravioleta da época.
Já na década de 1970, outros cientistas propuseram um mecanismo semelhante ao de Sagan e Mullen, mas com o dióxido de carbono como principal responsável pela retenção do calor e pela manutenção dessas temperaturas elevadas. O metano também pode ter contribuído nesse processo.
“O dióxido de carbono é muito menos problemático. Há muito carbono no sistema da Terra no início, então é uma suposição razoável que você pode produzir quantidades significativas de dióxido de carbono na atmosfera”, disse o pesquisador climático do Instituto Potsdam para Pesquisa de Impacto Climático, Georg Feulner, ao Quanta Magazine.
A atividade vulcânica também pode ter contribuído para o aquecimento da Terra, evitando um congelamento total. Além disso, a Lua, que estava muito mais próxima na época, pode ter gerado aquecimento por forças de maré.
No fim, não há uma única resposta definitiva para o Paradoxo do Jovem Sol Fraco. Cientistas acreditam que diversos fatores contribuíram para o aquecimento da Terra, incluindo as hipóteses já mencionadas e outras que ainda podem ser descobertas.
O Sol é fundamental para a vida na Terra, pois influencia o clima e a estabilidade do Sistema Solar. Mas o que aconteceria se ele sumisse? Entenda o que aconteceria se o Sol desaparecesse de repente. Até mais!
