太古時期的地球缺少足量的二氧化碳氣體，溫室氣體效應不能帶來接近今日地球的地面溫度，科學家在氣象模型中增加了甲烷氣體，得到了混合氣體的大氣層，經過實驗的檢驗，大氣層的混合氣體比大氣層二氧化碳的單一氣體激發(fā)了更為強烈的溫室氣體效應。太古時期的地球孕育了細菌類的生物體，它們噴出了甲烷氣體，同樣，今日地球的沼澤地和水稻田哺育了多種生物，它們吐出了甲烷氣體。埃里克·沃爾夫對以往的地球大氣層模型給出了不同的看法，他認為過去的大氣模型有維度的局限性，沒有從多維的視角反映真實的大氣云團效應，計算溫度和輻射的模型和方法過于簡單，盡管節(jié)省了大量的計算時間和昂貴的計算費用，但計算結果與實際的情形有明顯的差距。

有必要揭示太古時期地球大氣模型的真實圖景，在位于博爾特的科羅拉多大學的國家大氣研究中心，埃里克·沃爾夫和布萊恩·圖恩使用了超級計算機，構建了三維圖像的氣候學模型，在計算的基礎上預測了地球氣溫的變化，模型中包括了氣體云團、風、冰和其它地理氣候中的可變因素，在復雜大氣模型和先進超級計算機的幫助下，太古時期的地球氣溫保持在了冰點以上，僅需在地球大氣層添加15,000ppm的二氧化碳氣體，比以往估算的二氧化碳氣體數(shù)量下降了很多，但添加后的二氧化碳總量超出了太古時期地球的地質條件所能釋放的最大數(shù)量的二氧化碳氣體，他們加入了1,000ppm的甲烷氣體，太古期地球混合氣體大氣層的溫室氣體效應帶來了與今日地球接近的地表溫度。

3D氣象模型的演示表明，太古時期的地球表面不是處在冰凍狀態(tài)，那時的氣體云團數(shù)量相當缺乏，地面水分受到了太陽輻射，通過地表水的蒸發(fā)作用形成了氣體云團。太古時期的太陽光相當微弱，只有少量的太陽輻射到達了地球，太古時期的地球似乎有異常寒冷的氣溫，然而，少量的氣體云團說明，經過氣體云團的反射，只有較少的太陽光返回了太空，地球表面不是想象的那樣寒冷。沒有足夠的證據(jù)說明，太古時期的地球覆蓋了比今日地球更多的或同樣數(shù)量的冰。太古時期地球伴隨一顆微弱輻射的太陽，但含有二氧化碳氣體的地球大氣層發(fā)揮了對地表氣溫進行調節(jié)的關鍵作用。

今日地球的大氣層比太古時期多出了500倍的甲烷氣體，太古時期的天空可能含有一層薄薄的霧霾，從中產生了光化學作用，從霧霾中透射了略帶桃紅的色彩，大約在24億年前太古年代的晚期，古老地球的大氣失去了粉紅色，微生物在光合作用中噴吐了大量的氧氣，假如太古時期的地球大氣含有大量的甲烷氣體，那么甲烷氣體將會產生氧化作用。賓西法利亞大學的詹姆斯·卡斯廷解釋說，在地球氣候的變遷中可能產生了第一次的激進過程，地質學的記錄表明，地球在大約23億年前第一次進入了全球性的冰河時期，受到昏暗太陽光的照射，太古時期地球的無冰期隨之結束了。

溫室氣體效應適用于太古時期的地球，也適用于其它的系外行星，從地球行星的特性可以推斷系外行星的相似性。最近幾十年，天文學家發(fā)現(xiàn)了數(shù)百顆到數(shù)千顆系外行星，最近幾年，天文學家加快了對系外行星搜索的節(jié)奏，“系外地球”和“超級地球”不斷地進入人們的視野，系外行星和系外宜居行星的數(shù)量不斷增加，天文學家近期在兩顆系外行星上找到了液態(tài)水的痕跡，這兩顆位于我們的銀河系，繞主恒星旋轉，處于主恒星的宜居帶，保持了與主恒星的適當距離，在兩顆宜居行星的表面可能存在液態(tài)水。通過對地球第一次產生生命條件的了解，科學家可以將地球生命學的知識應用到對系外行星生命的搜索，生命的誕生不只是地球的奇跡。

尋找可能存在生命的宜居行星，宇宙的探索和宇宙生命的探索是天文學家的兩大使命。太古時期的地球伴隨了一個熱量和熱力不足的早期太陽，但形成了和今日地球接近的地表溫度，足夠的能量供給是地球生命在幾十億前產生的基本條件。天文學家在尋找宜居帶行星的過程中有必要考慮行星的氣體云產生的溫室氣體效應，處在非宜居帶的行星受到溫室氣體的作用，有可能形成宜居帶行星的氣溫，生命可能在非宜居帶的行星表面誕生和生長，生命行星的數(shù)量可能超出了人們過去的推測和想象。

（編譯：2013-7-20）

https://weibo.com/u/6320497409