大約在30到40億年之前，遠(yuǎn)古地球與今日地球的氣溫大體相同，有一個(gè)令天體物理學(xué)家感到困惑的問(wèn)題，遠(yuǎn)古時(shí)期的太陽(yáng)遠(yuǎn)沒(méi)有今日太陽(yáng)光芒四射的熱度。太陽(yáng)在30到40億年之前有些昏暗沉沉，太古時(shí)期的柔和而年輕的太陽(yáng)達(dá)到了今日太陽(yáng)照射地球的溫度，似乎包含了某種悖論，天文學(xué)家卡爾·薩根最先提出了“太陽(yáng)悖論”，在上個(gè)世紀(jì)70年代的早期，卡爾·薩根發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)輻射地球的悖論現(xiàn)象，他的疑問(wèn)一直困擾了科學(xué)家的邏輯思維，早期地球不會(huì)伴隨一顆光芒照耀的太陽(yáng)，按理論邏輯的推測(cè)，極早期地球是一個(gè)冰封萬(wàn)里和白雪皚皚的寒冷世界。

科羅拉多大學(xué)位于博爾特，該大學(xué)的科學(xué)家埃里克·沃爾夫和布萊恩·圖恩研討了“太陽(yáng)悖論”問(wèn)題，應(yīng)用新型的超級(jí)計(jì)算機(jī)模型，他們修正了先前的理論方法，太古時(shí)期的地球十分溫暖，發(fā)表在《天體生物學(xué)》雜志的論文給出了有說(shuō)服力的解決方案。太古時(shí)期的地球保有溫暖的氣候，地球大氣層含有密度高度集中的二氧化碳和甲烷氣體，高密性的氣體產(chǎn)生了溫室氣體效應(yīng)，通過(guò)溫室氣體的覆蓋溫暖了原本寒冷的地球，太陽(yáng)光昏暗，照射不足，大氣云團(tuán)的溫室效應(yīng)阻止了地球熱量的揮發(fā)，補(bǔ)償了太陽(yáng)光輻射的不足。

卡爾·薩根指出了“太陽(yáng)冷、地球熱”的悖論現(xiàn)象，科學(xué)家用溫室氣體效應(yīng)解釋了其中的緣由，經(jīng)歷了多次的完善，但沒(méi)有形成一個(gè)權(quán)威的理論，溫室氣體效應(yīng)的正確性沒(méi)有得到證實(shí)。在借助先進(jìn)超級(jí)計(jì)算機(jī)模型的幫助，科學(xué)家現(xiàn)在完美地解釋了極早期地球十分溫暖的謎題，太古時(shí)期的地球達(dá)到了今日地球的溫度。地球在25到40億年前的生存條件極其困難，地球的大陸沒(méi)有成型，陸地的占比面積很小，太古時(shí)期的地球存在大量的活火山，從火山口噴涌大量的二氧化碳?xì)怏w，形成了地球大氣中二氧化碳的來(lái)源。

太古地球的大氣層含有極少量的氧氣，植物進(jìn)化緩慢，缺少植物的制氧機(jī)制，不能形成微生物的光合作用。地球生命起始于更早的時(shí)期，古生物學(xué)家發(fā)掘了遺存的最古老化石，找到了單細(xì)胞微生物存在的證據(jù)。在西澳大利亞35億年以前的巖體中，古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了有單細(xì)胞微生物印刻的化石，微小生命體曾出現(xiàn)在液態(tài)水中。在格陵蘭島8億年以前的巖體中，古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的生物化石，地質(zhì)學(xué)概念的沉積巖在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中沉入水底。

古地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，地表的平均溫度在太古時(shí)期至少達(dá)到了冰點(diǎn)以上，那時(shí)的地球表面不是處在冰凍狀態(tài)，遠(yuǎn)古地球的溫度甚至比今日地球還要高，天氣更為炎熱，地質(zhì)學(xué)家在地球太古期的巖層中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)冰川留下的明顯標(biāo)記。天文學(xué)家對(duì)太陽(yáng)演變的一個(gè)事實(shí)有了充分了解，太陽(yáng)在太古時(shí)期的亮度只有今日太陽(yáng)的70%到80%，那時(shí)的太陽(yáng)相對(duì)微弱而年輕，二氧化碳是太古時(shí)期地球大氣層的主要成分。

當(dāng)以二氧化碳?xì)怏w構(gòu)建大氣模型時(shí)，科學(xué)家遇到了一個(gè)難以克服的困難，需要彌補(bǔ)昏暗而年輕的太陽(yáng)照度不足的難題，科學(xué)家人為地添加了大量的二氧化碳?xì)怏w，地表溫度維持到了冰點(diǎn)之上。太古地球大氣的二氧化碳數(shù)量大約為30,000ppm，相當(dāng)于今日地球大氣二氧化碳數(shù)量的大約75倍。地球化學(xué)家經(jīng)過(guò)了測(cè)算，太古時(shí)期的地球大氣層不能容納數(shù)量龐大的二氧化碳?xì)怏w，他們分析了太古時(shí)期的巖石標(biāo)本，僅有的二氧化碳?xì)怏w不足以將地面溫度保持在冰點(diǎn)之上。