Sekiranya ribut suria besar melanda Bumi hari ini, ia akan memusnahkan teknologi dan membawa kita kembali ke zaman kegelapan. Nasib baik bagi kami, acara seperti ini sangat jarang berlaku. Tetapi empat bilion tahun yang lalu, cuaca ruang yang menakutkan mungkin sudah menjadi urutan hari. Hanya daripada kiamat dia akan mencipta kehidupan. Ini adalah kesimpulan yang mengejutkan dari kajian yang diterbitkan baru-baru ini di Nature Geosciences. Ini berdasarkan penemuan sebelumnya mengenai bintang muda seperti matahari yang dibuat oleh teleskop ruang angkasa Kepler. Ternyata pencahayaan muda sangat tidak stabil dan mengeluarkan sejumlah tenaga yang luar biasa semasa "superflare suria." Cuaca ruang paling liar kita akan kelihatan seperti gerimis secara perbandingan.
Vladimir Hayrapetyan dari NASA menunjukkan bahawa jika matahari kita aktif selama 4 miliar tahun, ia dapat menjadikan Bumi lebih mudah dihuni. Menurut model Hayrapetyan, ketika superflare suria melepaskan atmosfer kita, mereka memulakan reaksi kimia yang menyumbang kepada pengumpulan gas rumah hijau dan bahan penting lain untuk kehidupan.
"Selama empat miliar tahun, Bumi seharusnya dibekukan," kata Hayrapetyan, merujuk pada "paradoks matahari muda yang lemah," pertama kali dirumuskan oleh Carl Sagan dan George Mullen pada tahun 1972. Paradoks itu terjadi ketika Sagan dan Mullen menyedari bahawa Bumi mempunyai tanda-tanda air cair 4 miliar tahun yang lalu, tetapi Matahari 30% lebih malap. "Satu-satunya cara untuk menjelaskan ini adalah dengan cara menghidupkan kesan rumah hijau," kata Hayrapetyan.
Misteri lain mengenai Bumi muda adalah bagaimana molekul biologi pertama - DNA, RNA, dan protein - mengumpulkan nitrogen yang cukup untuk terbentuk. Seperti sekarang ini, atmosfer Bumi kuno terdiri daripada nitrogen lengai (N2). Walaupun bakteria khas, "nitrogen fixers", mengetahui cara memecah N2 dan mengubahnya menjadi ammonia (NH4), biologi awal kekurangan kemampuan ini.
Kajian baru ini menawarkan penyelesaian elegan untuk kedua-dua masalah dalam bentuk cuaca ruang angkasa. Penyelidikan ini bermula beberapa tahun yang lalu ketika Hayrapetyan mengkaji aktiviti magnet bintang dalam pangkalan data Kepler. Dia mendapati bahawa bintang jenis G (seperti Matahari kita) seperti dinamit pada masa mudanya, sering melepaskan denyut tenaga yang setara dengan 100 trilion bom atom. Ribut geomagnetik paling kuat yang dialami manusia yang menyebabkan pemadaman di seluruh dunia, peristiwa Carrington tahun 1859, menjadi perbandingan.
Ini adalah sejumlah besar tenaga. Saya hampir tidak dapat membayangkannya,”kata Ramses Ramirez, ahli astrobiologi di Cornell University yang tidak terlibat dalam kajian ini tetapi bekerja dengan Hayrapetyan.
Tidak lama kemudian, Hayrapetyan mengetahui bahawa dia dapat menggunakan penemuan ini untuk melihat sejarah awal sistem suria. Dia mengira bahawa 4 bilion tahun yang lalu, Matahari kita dapat memancarkan puluhan superflare setiap beberapa jam, dan satu atau lebih daripadanya dapat menyerang medan magnet setiap hari. "Anda boleh mengatakan Bumi terus diserang oleh peristiwa Carrington raksasa," katanya.
Dengan menggunakan model berangka, Hayrapetyan menunjukkan bahawa superflare suria mesti cukup kuat untuk memampatkan magnetosfera Bumi, perisai magnet yang mengelilingi planet kita secara drastik. Sebagai tambahan, zarah suria bermuatan harus menebuk lubang di magnetosfera dekat kutub planet kita, memasuki atmosfera dan bertabrakan dengan nitrogen, karbon dioksida dan metana. "Jadi, semua zarah ini berinteraksi dengan molekul di atmosfera dan mencipta molekul baru - reaksi berantai," kata Hayrapetyan.
Video promosi:
Interaksi solar-atmosfera ini menghasilkan nitrat oksida, gas rumah hijau dengan potensi pemanasan global 300 kali ganda daripada CO2. Model Hayrapetyan menunjukkan bahawa oksida nitrat yang mencukupi dapat dihasilkan pada masa itu agar planet ini mula memanas dengan kuat. Produk lain dari ribut suria yang tidak berkesudahan, hidrogen sianida (HCN), dapat menyuburkan permukaan dengan nitrogen yang diperlukan untuk membentuk blok bangunan pertama kehidupan.
"Orang memandang kilat dan meteorit jatuh sebagai cara untuk memulai kimia nitrogen," kata Ramirez. "Saya rasa perkara paling keren dalam karya ini ialah tidak ada yang pernah memikirkan untuk melihat ribut matahari sebelum ini."
Sekarang ahli biologi harus menentukan sama ada campuran tepat molekul yang diinginkan dapat dilahirkan setelah berlakunya superflare, dan kemudian menghidupkan. Penyelidikan ini sudah dijalankan. Para saintis di Institut Sains Kehidupan Bumi di Tokyo sudah menggunakan model Airapetyan untuk merancang eksperimen baru untuk mensimulasikan keadaan di Bumi kuno. Sekiranya eksperimen ini dapat menghasilkan asid amino dan RNA, mungkin cuaca ruang akan ditambahkan ke dalam senarai kemungkinan percikan hidup.
Sebagai tambahan kepada semua yang lain, model Hayrapetyan dapat menjelaskan kebiasaan Mars pada masa lalu. Planet Merah dipercayai penuh dengan air empat bilion tahun yang lalu. Penyelidikan semacam itu juga akan berguna dalam mencari kehidupan di luar sistem suria kita.
Bagaimanapun, kita baru mulai mengetahui apa yang merupakan "zon berpotensi dihuni" bintang, di mana planet dapat memiliki lautan dengan air cair. Tetapi sekarang zon yang dapat dihuni hanya ditentukan oleh kecerahan bintang.
"Akhirnya, kita akan mengetahui apakah tenaga bintang dapat membantu membuat biomolekul. Mungkin tanpa hidupnya akan menjadi keajaiban yang sebenarnya."
ILYA KHEL
