Quelltext der Seite Paradoxon der schwachen jungen Sonne

[[Datei:Solar evolution de.svg|mini|Entwicklung von Leuchtkraft (rot), Radius (blau) und effektiver Temperatur (grün) der Sonne während ihres Daseins als [[Hauptreihe]]nstern in Einheiten der heutigen Werte. Die Leuchtkraft war vor drei bis vier Milliarden Jahren 20 bis 25 % geringer als jetzt.]]
[[Datei:Erdgeschichte.svg|mini|Rekonstruktion des mittleren Temperatur- und Niederschlagverlaufs der Erde vom [[Archaikum]] bis zur Gegenwart]]

Unter dem '''Paradoxon der schwachen jungen Sonne''' versteht man den noch nicht vollständig geklärten Widerspruch<!--[[Paradoxon]] lesen!--> zwischen der geringen Strahlungsleistung der jungen [[Sonne]] in der frühen [[Historische Geologie|Erdgeschichte]] und dem nicht entsprechend kälteren Klima zu jener Zeit. Auf diese Diskrepanz wiesen erstmals die Astronomen [[Carl Sagan]] und George Mullen 1972 hin.<ref group="sm" name="SgM">Sagan und Mullen 1972.</ref>

Sagan schlug eine vergleichsweise hohe Konzentration von [[Treibhausgas]]en als mögliche Erklärung vor. Über Jahrzehnte geführte kontroverse Diskussionen in [[Geologie]], [[Astrophysik]], [[Planetologie]], [[Klimatologie]] und [[Atmosphärenwissenschaften]] machten das [[Paradoxon]] zu einer „der großen offenen Fragen der [[Paläoklimatologie]]“.<ref>[https://www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/archiv/2012/warum-die-fruehe-erde-kein-schneeball-war-das-201eparadoxon-der-schwachen-jungen-sonne201c ''Warum die frühe Erde kein Schneeball war: das „Paradoxon der schwachen jungen Sonne“.''] Pressemitteilung vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (17.&nbsp;Dezember 2012). Zitat: „Das Paradoxon der schwachen jungen Sonne ist seit seiner Entdeckung vor vier Jahrzehnten eine der großen offenen Fragen der Paläoklimatologie“.</ref> Eine abschließende Deutung wird von manchen Autoren beansprucht,<ref>[[Minik Rosing|Minik T. Rosing]], Dennis K. Bird, Norman H. Sleep, Christian J. Bjerrum: ''No climate paradox under the faint early sun.'' In: ''Nature.'' Band&nbsp;464, 1.&nbsp;April 2010, [[doi:10.1038/nature08955]], [http://www.nature.com/nature/journal/v464/n7289/full/nature08955.html abstract online], S.&nbsp;744–747.</ref> ist aber keineswegs unumstritten.<ref name="Feulner">Georg Feulner: ''The Faint Young Sun Problem.'' [[Reviews of Geophysics]]&nbsp;50, Juni 2012, [[doi:10.1029/2011RG000375]] (freier Volltext).</ref>

== Ausmaß des Problems ==
Aus dem Standardsonnenmodell lässt sich für die Zeit vor 4,4 Milliarden Jahren eine 25 bis 30 % geringere Strahlungsleistung ableiten.<ref>D. O. Gough: ''Solar Interior Structure and Luminosity Variations.'' In: ''Solar Physics.'' 74, 1981, S. 21–34, {{bibcode|1981SoPh...74...21G}}, [[doi:10.1007/BF00151270]].</ref> Gleichzeitig wurde anhand geochemischer Analysen die Existenz von flüssigem Wasser an der Erdoberfläche bereits in der frühesten Erdgeschichte nachgewiesen.<ref name="Wilde">Simon A. Wilde u. a.: ''Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago.'' In: ''Nature.'' 409, 2001, S. 175–178. [[doi:10.1038/35051550]]</ref> Ohne relativ milde klimatische Bedingungen hätte Wasser aber nur als Eis vorkommen können. Bereits in dieser frühen Zeit sind die ersten Lebensspuren nachgewiesen, die ebenso flüssiges Wasser voraussetzten. <!-- Zur späteren Verwendung aufbewahrt: <ref>Caldeira, K. & Kasting, J. F.: [http://www.nature.com/nature/journal/v359/n6392/abs/359226a0.html ''Susceptibility of the early Earth to irreversible glaciation caused by carbon dioxide clouds.''] Nature (1992), 359, 226–228; {{DOI|10.1038/359226a0}}.</ref>
-->Das Paradoxon setzt zu einer Zeit an, in der eine erste Atmosphäre gerade entstanden war, und dauert über mehrere Milliarden Jahre fort, während derer sich Kontinente und Ozeane bildeten. Dies gilt ebenso bei der Betrachtung der frühen Marsatmosphäre.<ref name=":2">{{Literatur |Titel=The Ancient Martian Climate System |Ort=Toronto, Canada |Datum=2014-05-14 |Online=http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20140008603 |Abruf=2015-05-14}}</ref>

== Überblick ==
[[Datei:Pinatubo ash plume 910612.jpg|mini|Vulkanausbruch des [[Pinatubo]]]]
Zur Erklärung des Paradoxons werden Faktoren berücksichtigt, die in der gesamten irdischen [[Klimageschichte]] eine Rolle spielten. Anfangs wurden für die Lösung des Problems hohe [[Treibhausgas]]konzentrationen in der frühen Atmosphäre vermutet. Die Kenntnisse über die damalige atmosphärische Beschaffenheit und die damit verknüpften Klimabedingungen haben seit den 1970er Jahren erheblich zugenommen.<ref name="JJFK93" /> So gilt eine ursprünglich sehr hohe Konzentration der heute relevanten Treibhausgase aufgrund geochemischer Beschränkungen als fraglich.<ref name="JJFK93">J. F. Kasting: [http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/259/5097/920 ''Earth's early atmosphere.'' (Abstract online)] In: ''Science.'' Vol 259, Issue 5097, 1993, S. 920–926.</ref><ref name="VG63" />

2009 wurden [[Sulfide|sulfidische]] Treibhausgase identifiziert, die in der frühen [[Reduktion (Chemie)|reduzierenden]] Atmosphäre bis zur [[Große Sauerstoffkatastrophe|Großen Sauerstoffkatastrophe]] vor 2,4 Milliarden Jahren ein wirksamer Klimafaktor gewesen sein könnten. Eine 2003 vorgebrachte Erklärung des Paradoxons und der globalen Warm- und Kaltzeiten aufgrund einer [[Kosmische Strahlung#Möglicher Klimaeinfluss|Klimabeeinflussung durch kosmische Strahlung]] löste eine kontrovers geführte Debatte aus und intensivierte die Forschung auf diesem Sektor. Ein klimabestimmender Einfluss kosmischer Strahlung in der Gegenwart konnte in Folgestudien jedoch nicht bestätigt werden.

Gegenwärtig wird versucht, das archaische Erdklima mit vergleichsweise einfachen Klimamodellen zu simulieren. Unter den Voraussetzungen einer niedrigen [[Albedo]], eines hohen [[Stickstoff]]anteils und eines spärlichen Auftretens von [[Kondensationskern]]en für die Wolkenbildung wäre das Vorhandensein von flüssigem Wasser in den Tropenregionen auch damals möglich gewesen.<ref name="Feulner" /><ref>{{Literatur |Autor=Eric Theodore Wolf |Titel=Solutions to the faint young Sun paradox simulated by a general circulation model |TitelErg=[[Studienabschlussarbeit|Thesis]] |Datum=2014 |ISBN=978-1-303-92513-9 |Seiten=20 |bibcode=2014PhDT........20W}}</ref> Gleiches gilt für die Analyse der frühen [[Marsatmosphäre]].<ref name=":2" /> Weitere Nebenthesen behandeln unter anderem mögliche Abweichungen der Erdbahnparameter, eine Veränderung der physikalischen Konstanten und der solaren Strahlungsstärke über das Standardmodell hinaus, ebenso wird in einigen Studien eine Lebensentstehung auf der Erde und auf anderen Himmelskörpern unter vergleichsweise kalten Bedingungen diskutiert.<ref name="VG63" />

=== Erd- und klimageschichtlicher Hintergrund ===
Nach der [[Entstehung des Mondes]] vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, bei der der Erdmantel tief aufgeschmolzen war, dauerte es etwa 2 Millionen Jahre, bis die [[Erdwärme]] für die Oberflächentemperatur vernachlässigbar wurde. Verzögernde Faktoren waren eine isolierende Atmosphäre aus [[Wasserdampf]] (H<sub>2</sub>O) und die [[Dissipation]] von Rotationsenergie durch [[Gezeitenreibung]].<ref>Kevin J. Zahnle et al.: ''The Tethered Moon.'' Earth and Planetary Science Letters 427, 2015, [[doi:10.1016/j.epsl.2015.06.058]], [[arXiv:1508.01467]].</ref> Als das Wasser kondensierte, begann ein mindestens 10 Millionen Jahre währender [[galoppierender Treibhauseffekt]] (englisch ''runaway greenhouse effect'') auf der Basis von anfangs etwa 100&nbsp;bar [[Kohlendioxid]] (CO<sub>2</sub>), ehe das Gas großteils als Karbonat subduziert war<ref name="Habitable">Kevin J. Zahnle et al.: ''Emergence of a Habitable Planet.'' Space Science Reviews 129, 2007, [[doi:10.1007/s11214-007-9225-z]]</ref> (siehe auch [[Kohlenstoffzyklus]]).

Nach aktueller Einschätzung, vorbehaltlich neuer [[Mondgestein]]proben, gab es kein [[Großes Bombardement]] der Erde durch [[Asteroid]]en und [[Komet]]en vor 4,1 bis 3,8 Milliarden Jahren, sondern eine allmähliche Abnahme der Einschläge,<ref>Adam Mann: ''Bashing holes in the tale of Earth’s troubled youth.'' Nature 553, 2018, [[doi:10.1038/d41586-018-01074-6]].</ref> die den Erdmantel lediglich lokal aufschmolzen und zwischen denen relativ  kühle Bereiche existierten, mit Wasser in flüssiger<ref>Elizabeth B. Watson, Theresa M. Harrison: ''Zircon thermometer reveals minimum melting conditions on earliest Earth.'' Science 308, 2005, [[doi:10.1126/science.1110873]].</ref> und fester Form.<ref name="Habitable" /> Vulkanausgasungen bestanden damals wie heute überwiegend aus Wasserdampf, Kohlendioxid und [[Schwefelwasserstoff]] (H<sub>2</sub>S) sowie kleineren Anteilen von [[Stickstoff]] (N<sub>2</sub>), Wasserstoff (H<sub>2</sub>), [[Kohlenmonoxid]] (CO), Helium, Methan und Ammoniak.

Eine vermutlich kurzzeitige Glazialphase in Form der [[Pongola-Vereisung]] ereignete sich vor etwa 2,9 Milliarden Jahren, auf die 500 Millionen Jahre später die [[Paläoproterozoische Vereisung]] folgte, wahrscheinlich verursacht durch die [[Große Sauerstoffkatastrophe]] und mit einer Dauer von ungefähr 300 Millionen Jahren das längste [[Eiszeitalter]] der Erdgeschichte. Daran schloss sich eine längere Warmzeit an, scherzhaft ''boring billion'' (langweilige Milliarde) genannt.<ref group="jko" name="kho">nach H. D. Holland: ''The oxygenation of the atmosphere and oceans.'' In: ''Phil. Trans. R. Soc.'' Band 361, 2006, S. 903–915. [[doi:10.1098/rstb.2006.1838]], zitiert bei Kasting und Ono 2006.</ref> Erst danach, seit etwa einer Milliarde Jahren, wechselten sich bis in die jüngste Erdgeschichte längere Warm- mit kürzeren Kaltzeiten ab.

Das Paradoxon wird gelegentlich im Umfeld von [[Junge-Erde-Kreationismus|Junge-Erde-Kreationisten]] und Anhängern des sogenannten [[Intelligent Design]] als Argument gegen die übereinstimmenden wissenschaftlichen Datierungen herangezogen, die das [[Innerer Aufbau der Erde#Meteoriten, Alter der Erde|Alter der Erde]] auf etwa 4,6 Milliarden Jahre festlegen.<ref>Detaillierte Betrachtung im [[Usenet]] unter [[Talk.origins]] [http://www.talkorigins.org/faqs/faq-solar.html#_Toc430357878 Gegenargumente zu ''solarem Kreationismus''] [http://www.talkorigins.org/indexcc/CE/CE311.html Gegenargumente zu ''Faint young sun Kreationismus''].</ref>

==== Einfluss der Atmosphäre ====
{{Hauptartikel|Entwicklung der Erdatmosphäre|Treibhauseffekt}}
[[Datei:Sun climate system alternative (German) 2008.svg|miniatur|hochkant=2|Beispiel einer Modellrechnung von 2009 zur mittleren jährlichen [[Strahlungsbilanz]] der Erde für den Zeitraum von März 2000 bis Mai 2004. Die Berechnungen wurden erstellt teils aufgrund von Satellitendaten ([[Clouds and the Earth’s Radiant Energy System|CERES]]) und teils aufgrund von Annahmen ([[Hypothese]]n). Die Breite der breiten Pfeile deutet die Proportionen des Energieflusses an.<ref>{{Literatur | Autor=[[Kevin Trenberth|Kevin E. Trenberth]], John T. Fasullo, Jeffrey Kiehl | Titel=Earth's Global Energy Budget | Sammelwerk=[[Bulletin of the American Meteorological Society]] | Band=90 | Nummer=3 | Datum=2009 | Seiten=311–324 | DOI=10.1175/2008BAMS2634.1}}, Fig. 1, S. 314. </ref> Eine spätere Modellrechnung von 2013 ergab einen Energieüberschuss von 0,6 W/m², mit einem Unsicherheitsbereich von 0,2 bis 1,0 W/m².<ref name="DOI10.1007/s00382-012-1569-8">Martin Wild, Doris Folini, Christoph Schär, Norman Loeb, Ellsworth G. Dutton, Gert König-Langlo: ''The global energy balance from a surface perspective.'' In: ''Climate Dynamics.'' 40, 2013, S.&nbsp;3107, {{DOI|10.1007/s00382-012-1569-8}}, Fig. 1, S. 3108, [http://doc.rero.ch/record/321020/files/382_2012_Article_1569.pdf PDF].</ref>]]

Die Treibhauswirkung beruht auf der unterschiedlichen Durchlässigkeit für den kurzwelligen (vor allem ankommenden) Anteil der Sonnenstrahlung gegenüber der langwelligen (vor allem reflektierten) [[Wärmestrahlung]]. In der [[Erdatmosphäre]] haben [[Treibhausgas]]e wie [[Wasserdampf]], [[Kohlenstoffdioxid]], [[Methan]] und [[Ozon]] seit Anbeginn zentralen Einfluss auf das [[Klima]]. Der natürliche Treibhauseffekt hebt die durchschnittliche Temperatur der Erdoberfläche gegenwärtig um etwa 33&nbsp;°C auf +15&nbsp;[[Grad Celsius|°C]] an. Ohne diesen Effekt würde die bodennahe Luftschicht im globalen Mittel nur lebensfeindliche −18&nbsp;°C aufweisen. Mit der gegenwärtigen Zusammensetzung der Atmosphäre wäre die Oberflächentemperatur am Beginn der Erdgeschichte bei sonst gleichen Bedingungen (Landverteilung, Albedo) global um ca. 20 °C kälter gewesen.<ref>S. Rahmstorf, H. J. Schellnhuber: ''Der Klimawandel.'' 6. Auflage. C.H. Beck, 2007, S. 14.</ref>

Ein über mehrere Milliarden Jahre weitgehend stabiles Klima setzt wirkungsvolle Regelmechanismen voraus.<ref group="jk" name="zit" /> Wasser in seinen verschiedenen Aggregatzuständen alleine wirkt einer Abkühlung durch eine geringere Strahlungsleistung der Sonne nicht entgegen.<ref group="jko" name="kg">Kasting und Ono 2006.</ref> Die beobachteten Klimaveränderungen müssen deshalb durch die Einwirkung anderer Faktoren, wie z.&nbsp;B. die [[Wolke]]nbildung, erklärt werden. So kühlen niedrige Wolken die Erdoberfläche durch ihre Sonnenreflexion, hohe Wolken wärmen hingegen. Die Wolkenbildung wird u.&nbsp;a. von Kondensationskernen, Schwebeteilchen und Spurengasen beeinflusst. Eine wichtige Rolle spielt hierbei der [[Vulkanismus]] durch die in die Atmosphäre emittierten Gase, [[Feinstaub|Staubpartikel]] und [[Aerosol]]e.

Die über längere Zeiträume variierende [[Vegetation]]sausbreitung hat im Zusammenhang mit [[Erosion (Geologie)|Erosion]], [[Verwitterung]] und [[Boden (Bodenkunde)|Bodenstruktur]] Einfluss auf die [[Albedo|Reflexionseigenschaften]] der Erdoberfläche sowie auf die [[Verdunstung]] und damit auf Wolkenbildung und Klima.<ref name="change2007" group="ipcc">Climate Change 2007: The Physical Science Basis, S.&nbsp;448.</ref> Ein signifikanter Faktor sind daneben die Erdbahnparameter ([[Exzentrizität (Astronomie)|Exzentrizität]], [[Präzessionskonstante|Präzession]] und [[Bahnneigung|Neigung der Erdachse]]). Die durch die sogenannten [[Milanković-Zyklen]] verursachte Verteilung und Schwankung der [[Insolation (Physik)|Sonneneinstrahlung]] ist relativ geringfügig, fungiert jedoch im Klimasystem als „Impulsgeber“ und gilt als Hauptursache für den Wechsel der Warm- und Kaltphasen innerhalb des gegenwärtigen [[Känozoisches Eiszeitalter|Eiszeitalters]].<ref group="ipcc" name="change2007" /> Nach neueren Erkenntnissen kann ein Teil der Zyklen als stabile Einflussgröße über mehrere hundert Millionen Jahre zurückverfolgt und chronologisch eingeordnet werden.<ref name="10.1073/pnas.1800891115">{{cite journal | author=Dennis V. Kent | coauthors=Paul E. Olsen, Cornelia Rasmussen, Christopher Lepre, Roland Mundil, Randall B. Irmis, George E. Gehrels, Dominique Giesler, John W. Geissman, William G. Parker | year=2018 | month=Juni | title=Empirical evidence for stability of the 405-kiloyear Jupiter–Venus eccentricity cycle over hundreds of millions of years | journal=PNAS | volume=115 | issue=24 | pages=6153–6158 | doi=10.1073/pnas.1800891115 | url=| language=en}}</ref>

==== Klimaeinfluss der Plattentektonik ====
{{Hauptartikel|Plattentektonik|Kontinentaldrift}}
Die [[Plattentektonik]] als Antrieb aller großräumigen Vorgänge in der äußeren Erdhülle ([[Lithosphäre]]) ist einer der wichtigsten Klimafaktoren mit einer Vielzahl von damit verbundenen Prozessen. Dazu zählen die Entstehung von [[Faltengebirge]]n ([[Orogenese]]), die verschiedenen Formen des [[Vulkanismus]], die Bildung [[Mittelozeanischer Rücken]], das „Abtauchen“ ozeanischer Kruste unter kontinentale [[Lithosphärenplatte]]n ([[Subduktion]]) sowie die [[Kontinentaldrift]], jeweils mit direkten Folgen auf den [[Klimazustand]] der Erde. Im Unterschied zu diesen Entwicklungen, die Millionen Jahre beanspruchten, kamen die biologischen und klimatischen Auswirkungen sogenannter [[Magmatische Großprovinz|Magmatischer Großprovinzen]] (englisch ''Large Igneous Provinces'') nach geologischen Maßstäben oftmals innerhalb eines relativ schmalen Zeitfensters zur Geltung. Es handelte sich dabei um den großvolumigen Ausfluss [[Magmatit|magmatischer Gesteine]] aus dem [[Erdmantel]], überwiegend in Form von [[Flutbasalt]]en, die vor allem an den „Nahtstellen“ kollidierender oder auseinanderdriftender Kontinentalplatten auftraten und sich im Verlauf von einigen Hunderttausend Jahren gelegentlich über Millionen km<sup>2</sup> ausbreiteten. In Abhängigkeit von Ausmaß und Dauer der Flutbasalt-Freisetzung gelangten erhebliche Mengen an Treibhausgasen und Schadstoffen in die Atmosphäre. Im Unterschied zum „normalen“ Vulkanismus bewirkten die Aktivitäten einer ''Magmatischen Großprovinz'' keine aerosolbedingte Abkühlung, sondern führten im Gegenteil zu einer weltweiten Temperaturzunahme, im Extremfall gekoppelt mit einer zusätzlichen Erwärmungsspirale unter Mitwirkung von [[Methan]] beziehungsweise [[Methanhydrat]] aus ozeanischen Lagerstätten. Sehr wahrscheinlich stehen die meisten [[Massenaussterben]] der Erdgeschichte mit der großflächigen [[Effusion (Vulkanismus)|Effusion]] von Flutbasalten und der anschließenden Destabilisierung terrestrischer und mariner Biotope in direkter Verbindung.<ref name="10.1130/2014.2505(02)">{{cite journal | author=David P. G. Bond | coauthors=Paul B. Wignall | year=2014 | month=September | title=Large igneous provinces and mass extinctions: An update | journal=The Geological Society of America (GSA) Special Paper | volume=505 | issue=| pages=29–55 | url=https://www.researchgate.net/profile/Paul_Wignall/publication/288489779_Large_igneous_provinces_and_mass_extinctions_An_update/links/56857e6708aebccc4e118163.pdf | doi=10.1130/2014.2505(02) | format=PDF | language=en}}</ref>

'''Verlauf '''<br />
Der erste Kontinent [[Ur (Kontinent)|Ur]], in seiner Größe vermutlich vergleichbar mit dem heutigen Australien, könnte bereits vor rund 3 Milliarden Jahren existiert haben, gilt jedoch als weitgehend hypothetisch. Besser belegt ist der erste [[Superkontinent]] [[Kenorland]], dessen Entstehung mit dem Beginn des [[Eiszeitalter#Paläoproterozoisches Eiszeitalter|Paläoproterozoischen Eiszeitalters]] (auch ''Huronische Eiszeit'') vor etwa 2,4 Milliarden Jahren korrespondiert. Vor 1,8 Milliarden Jahren entstand der Superkontinent [[Columbia (Kontinent)|Columbia]], der nach aktueller Forschungslage die Landmassen des ursprünglich als eigenständig geltenden [[Großkontinent]]s [[Nuna (Kontinent)|Nuna]] ganz oder zum Teil in sich vereinte. Im Zuge des als wahrscheinlich eingestuften [[Wilson-Zyklus]] bildeten sich in der Folge die Superkontinente [[Rodinia]] (1.100 bis 750 [[Mya (Zeitskala)|mya]] = ''million years ago'') und [[Pannotia]] (600 bis 550 mya), wobei verschiedene Studien das Resümee ziehen, dass ''Columbia'' in seiner Spätphase nur teilweise fragmentiert wurde und – unter entsprechend moderater Plattentektonik – gegen Ende des [[Mesoproterozoikum]]s einen „fließenden“ Übergang zum nachfolgenden ''Rodinia'' vollzog.<ref name="10.1016/j.gsf.2013.05.004">{{cite journal | author=Nick M. W. Roberts | coauthors= | year=2013 | month=November | title=The boring billion? – Lid tectonics, continental growth and environmental change associated with the Columbia supercontinent | journal=Geoscience Frontiers | volume=4 | issue=6 | pages=681–691 | doi=10.1016/j.gsf.2013.05.004 | url= | format= | language=en}}</ref> Diese Annahme entspricht der relativ ruhigen klimatischen und geologischen Entwicklung während der ''boring billion.''<ref name="10.1016/j.gsf.2012.07.003">{{cite journal | author=Grant M. Young | coauthors= | year=2013 | month=Mai | title=Precambrian supercontinents, glaciations, atmospheric oxygenation, metazoan evolution and an impact that may have changed the second half of Earth history | journal=Geoscience Frontiers | volume=4 | issue=3 | pages=247–261 | doi=10.1016/j.gsf.2012.07.003 | url= | format= | language=en}}</ref> Allerdings wirkte sich diese lange währende „Stillstandsphase“ auch auf die biologische Evolution aus. Es gibt Hinweise, dass die marinen Sauerstoff- und Sulfatkonzentrationen dauerhaft auf niedrigem Niveau stagnierten und die mittelproterozoischen Ozeane aufgrund anoxischer Bedingungen einschließlich des Auftretens von [[Schwefelwasserstoff]] ein eher lebensfeindliches Milieu für [[Aerobie|aerobe]] Lebensformen bildeten.<ref name="10.1038/nature04068">{{cite journal | author=Jochen J. Brocks | coauthors=Gordon D. Love, Roger E. Summons, Andrew H. Knoll, Graham A. Logan, Stephen A. Bowden | year=2005 | month=Oktober | title=Biomarker evidence for green and purple Sulphur bacteria in a stratified Palaeoproterozoic sea | journal=Nature | volume=437 | issue= | pages=866–870 | doi=10.1038/nature04068| url=http://people.rses.anu.edu.au/brocks_j/JJB%20publications/1017%20Brocks%20Nature%202005.pdf | format=PDF | language=en}}</ref>

Durch die allmähliche Zunahme des Sauerstoffgehalts während des [[Neoproterozoikum]]s änderte sich die chemische Beschaffenheit der Meere, und gleichzeitig begann eine Periode umfangreicher plattentektonischer Prozesse und  ausgeprägter Kaltzeiten, vermutlich verknüpft mit mehreren [[Schneeball Erde|Schneeball-Erde-Ereignissen]]. Während des bis heute andauernden [[Äon (Geologie)|Erdzeitalters]], dem [[Phanerozoikum]], traten in unregelmäßigen Abständen weitere Kalt- und Warmzeiten von unterschiedlicher Dauer auf. Eine deutliche Abkühlung ereignete sich ab der 2. Hälfte des [[Ordovizium]]s vor 460 bis 430 Millionen Jahren,<ref name="10.1038/ncomms12">{{cite journal | author=P. Porada | coauthors=T. M. Lenton, A. Pohl, B. Weber, L. Mander, Y. Donnadieu, C. Beer, U. Pöschl, [[Axel Kleidon]] | year=2016 | month=August | title=High potential for weathering and climate effects of non-vascular vegetation in the Late Ordovician | journal=Nature Communications | volume=7 | issue= | pages= | url=https://www.nature.com/articles/ncomms12113.pdf?origin=ppub | doi=10.1038/ncomms12 | format=PDF | language=en}}</ref> gefolgt vom [[Eiszeitalter#Permokarbones Eiszeitalter|Permokarbonen Eiszeitalter]], das große Teile des Karbons umfasste und bis in das [[Perm (Geologie)|Mittlere Perm]] reichte.<ref name="10.1016/j.gr.2011.11.005">{{cite journal | author=John L. Isbell | coauthors=Lindsey C. Henry, Erik L. Gulbranson, Carlos O. Limarino, Margaret L. Fraiser, Zelenda J. Koch, Patricia L. Ciccioli, Ashley A. Dineen | year=2012 | month=Juli | title=Glacial paradoxes during the late Paleozoic ice age: Evaluating the equilibrium line altitude as a control on glaciation | journal=Gondwana Research | volume=22 | issue=1 | pages=1–19 | doi=10.1016/j.gr.2011.11.005 | url=https://www.researchgate.net/profile/Patricia_Ciccioli/publication/235909602_GR_focus_review_Glacial_paradoxes_during_the_late_Paleozoic_ice_age_Evaluating_the_equilibrium_line_altitude_as_a_control_on_glaciation/links/5a0dcf780f7e9b7d4dba5144/GR-focus-review-Glacial-paradoxes-during-the-late-Paleozoic-ice-age-Evaluating-the-equilibrium-line-altitude-as-a-control-on-glaciation.pdf | format=PDF | language=en}}</ref> Die oftmals sehr rasch verlaufenden Klimaschwankungen im [[Jura (Geologie)|Jura]] und in der [[Kreide (Geologie)|Unterkreide]] fallen mit dem fortschreitenden Zerfall des im späten Karbon (310 mya) entstandenen Superkontinents [[Pangaea]] zusammen.<ref name="10.1130/G31579.1">{{cite journal | author=Guillaume Dera | coauthors=Benjamin Brigaud, Fabrice Monna, Rémi Laffont, Emmanuelle Pucéat, Jean-François Deconinck, Pierre Pellenard, Michael M. Joachimski, Christophe Durlet | year=2011 | month=März | title=Climatic ups and downs in a disturbed Jurassic world | journal=Geology | volume=53 | issue=3 | pages=215–218 | doi=10.1130/G31579.1 | url=http://jurassic.ucoz.ru/_fr/12/Dera_et_al-2011.pdf | format=PDF | language=en}}</ref> Ein wichtiger [[Paläogeographie|paläogeographischer Faktor]] war dabei die Lage der Kontinente und größerer Festlandsbereiche im Umkreis der [[Polargebiet]]e, da polarnahe Landflächen aufgrund der [[Eis-Albedo-Rückkopplung]] schneller und stärker vereisen als offene Meereszonen.

== Deutungen des Paradoxons über Treibhauseffekte ==
=== Überblick ===
Sagan und Mullen<ref group="sm" name="SgM" /> schlugen zunächst eine klimaaktive Rolle von [[Ammoniak]] (NH<sub>3</sub>) in der frühen Atmosphäre als Lösung des Paradoxons vor. Jedoch besitzt Ammoniak in der Erdatmosphäre nur eine geringe Verweildauer und wird unter anderem durch photochemische Vorgänge zersetzt. Sagan und Chyba postulierten daher eine organische Schutzschicht, ähnlich wie bei der Atmosphäre des Saturnmondes [[Titan (Mond)|Titan]],<ref>Vivien Gornitz (Hrsg.): ''Encyclopedia of Paleoclimatology and Ancient Environments.'' Springer, 2009, ISBN 978-1-4020-4551-6, S. 334–335.</ref> die die Stabilität des Ammoniaks erhöht haben könnte.<ref name="Saganchyba">Carl Sagan, Christopher Chyba: ''The Early Faint Sun Paradox: Organic Shielding of Ultraviolet-Labile Greenhouse Gases.'' In: ''Science.'' Band 276, Nr. 5316, 23. Mai 1997, S.&nbsp;1217–1221. [[doi:10.1126/science.276.5316.1217]]</ref> Eine stark ammoniakhaltige Atmosphäre wird auch bei einigen [[Extrasolarer Planet|Planeten außerhalb unseres Sonnensystems]] angenommen.

Als Erklärung für das Paradoxon wurde die Ammoniakhypothese bald zugunsten eines erheblich höheren (Faktor Zehntausend) CO<sub>2</sub>-Anteils in frühester Zeit verdrängt. Diese Theorie war bis in die frühen 1990er Jahre vorherrschend.<ref group="jko" name="kg" /> Aufgrund von Widersprüchen mit geochemischen Erkenntnissen<ref>R. Rye, P. H. Kuo, H. D. Holland: ''Atmospheric carbondioxide concentrations before 2.2-billion years ago.'' In: ''Nature.'' 378, 1995, S. 603–605.</ref> begann die Suche nach alternativen Ursachen. Andere Autoren schlugen ein erhöhtes Auftreten weiterer Treibhausgase vor, die unter anderem in vulkanischen Emissionen bis in die Gegenwart vorkommen. Dazu zählen [[Distickstoffmonoxid#Eigenschaften|Lachgas]] (N<sub>2</sub>O) und insbesondere [[Methan]], [[Ethan]] und andere Kohlenwasserstoffe<ref group="jh" name="ha">Haqq-Misra u. a.</ref> sowie verschiedene Schwefelverbindungen.<ref group="jko" name="kg" /> Die Frage der [[Photochemie|photochemischen]] Stabilität betrifft auch die klimawirksamen Kohlenwasserstoffe und Sulfide. Die Verweildauer der meisten Treibhausgase wurde durch die nahezu sauerstofffreie Atmosphäre der frühen Erde gefördert. Insgesamt lassen die teilweise dramatischen Änderungen in der Zusammensetzung der frühen Atmosphäre,<ref group="vk">Überblicksabbildung, S. 16.</ref> vor allem durch biotisch gebildeten Sauerstoff, angesichts des relativ gleichmäßig warmen Klimaverlaufs über mehrere Milliarden Jahre und der ausgeprägten Temperaturschwankungen nach der ''boring billion'' vor 2,1 bis 1,0 Milliarden Jahren weiter Fragen offen.<ref group="jko" name="kg" />

{{Zitat|Für einen Klimatologen ist diese Zeit keineswegs langweilig, sie schreit nach einer Erklärung, insbesondere, weil die Sonne deutlich weniger hell war als heute. […] Die Frage, warum das mittlere Proterozoikum warm war und wieso es sich um 750 Millionen Jahre vor unserer Zeit so dramatisch abkühlte, ist faszinierend, aber geht über den hier behandelten Forschungsgegenstand hinaus.|Quelle=Kasting und Ono 2006|ref=<ref group="jko" name="kg" />}}

=== Deutung über extremes Kohlendioxid-Treibhaus ===
[[Datei:Venuspioneeruv.jpg|mini|Wolkenbedeckung der [[Venus (Planet)|Venus]]]]
[[Datei:Mars atmosphere.jpg|mini|Dünne Atmosphäre des [[Mars (Planet)|Mars]]]]

Wenn das gegenwärtig in der Lithosphäre gespeicherte CO<sub>2</sub> in vollem Umfang in die Atmosphäre entweichen würde, hätte dies eine mehr als zehntausendfach über den heutigen Werten liegende Kohlendioxid-Konzentration mit mehreren Bar [[Partialdruck]] zur Folge.<ref group="jk" name="zit" />
Eine allmähliche Abschwächung dieser extremen Treibhausbedingungen parallel zur Zunahme der solaren Strahlungsleistung sollte das Paradoxon lösen. 1979 vermutete der Astrophysiker [[Michael H. Hart]], dass die Erde genau diesen Weg genommen hatte.<ref>Michael H. Hart: ''An explanation for the absence of extraterrestrials on Earth.'' In: ''Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society.'' 16, 1975, S. 128–135, Reprint als Michael H. Hart: ''Atmospheric evolution, the Drake equation, and DNA: Sparse life in an infinite universe.'' In: Michael H. Hart, Ben Zuckerman (Hrsg.): ''Extraterrestrials, Where are They?'' Pergamon Press, Elmsford 1982, S. 154–165.</ref>
Nach Harts Berechnungen sei diese allmähliche Abnahme zwischen der Entstehung der [[Uratmosphäre]] vor 4,58 Milliarden Jahren bis zum Erreichen der heutigen Strahlungsstärke äußerst unwahrscheinlich und zudem instabil. Bei nur wenigen Prozent Abweichung nach oben oder unten würde entweder ein ''galoppierender Treibhauseffekt'' ähnlich dem der [[Venus (Planet)|Venus]] auftreten, oder der Planet hätte sich zu einem [[Schneeball Erde]] beziehungsweise zu einer marsähnlichen, lebensfeindlichen Wüstenwelt mit dünner Atmosphäre entwickelt.<ref>J. F. Kasting: ''Runaway and Moist Greenhouse Atmospheres and the Evolution of Earth and Venus.'' In: ''Icarus.'' Band 74, 1988, S. 472–494. {{bibcode|1988Icar...74..472K}} [[doi:10.1016/0019-1035(88)90116-9]]</ref>

Hart prägte dabei den Begriff der [[Habitable Zone|Continuously Habitable Zone]] (CHZ).<ref>Christine Bounama, Werner von Bloh, Siegfried Franck: [http://www.pik-potsdam.de/PLACES/publications/datenfiles/SuW_2004_1.htm ''Wo kann es Zwillinge der Erde geben? Das Habitabilitätskonzept und seine Anwendungen.''] In: ''Sterne und Weltraum.'' 1/2004, S. 30–36, Zusammenfassung des Stands der danach erfolgten Forschung zur CHZ auf dem Webserver des Potsdam Instituts für Klimafolgenforschung.</ref> Die Entstehung und Fortdauer des Lebens war demnach nur deshalb möglich, weil sich die Erde während ihrer gesamten Geschichte stets in einer optimalen, aber räumlich sehr eng begrenzten „Lebenszone“ befand. Diesen unwahrscheinlichen Umstand nutzte Hart zu der vielbeachteten These (vgl. [[Fermi-Paradoxon]]), dass [[Außerirdisches Leben|extraterrestrisches Leben]] in der [[Milchstraße|Galaxis]] und womöglich auch im Universum äußerst selten vorkommen würde.<ref group="jk" name="zit">zitiert bei Kasting 1988.</ref>

[[James F. Kasting]] und andere wiesen darauf hin, dass der These einer anfänglich extrem hohen, nur allmählichen Abnahme der CO<sub>2</sub>-Konzentration das vor 2,4 Milliarden Jahren beginnende ''Paläoproterozoische Eiszeitalter'' entgegensteht.<ref group="jh" name="ha" /> Danach blieb das verhältnismäßig warme Klima geologischen Nachweisen und [[Klimaproxy]]s zufolge über eine 1 Milliarde Jahre stabil, ehe sich Vereisungsphasen und Warmzeiten abzuwechseln begannen.

In einer 2011 im Fachjournal [[Nature]] veröffentlichten Studie findet sich erneut das Fazit, dass das moderate Klima des [[Archaikum]]s nicht mit dem angenommenen damaligen CO<sub>2</sub>-Gehalt der Atmosphäre in Einklang steht.<ref>Colin Goldblatt, Kevin J. Zahnle: ''Faint young Sun paradox remains.'' In: ''Nature.'' 474, E1 (2. Juni 2011) [[doi:10.1038/nature09961]]</ref> Die Autoren sehen eine mögliche Lösung in einem durch andere Stoffe hervorgerufenen Treibhauseffekt.

=== Deutungen über Mischungen verschiedener Treibhausgase ===
Jacob D. Haqq-Misra und andere (inklusive Kasting) favorisierten statt eines reinen Kohlendioxid-Treibhauses 2007 ein Gemisch aus Methan (CH<sub>4</sub>), Wasserdampf und Kohlendioxid.<ref group="jh" name="ha" /> 2000 hatte Kasting zusammen mit Pavlov die Rolle von CH<sub>4</sub> betont<ref>A. A. Pavlov, J. F. Kasting, L. L. Brown, K. A. Rages, R. Freedman: ''Greenhouse warming by CH4 in the atmosphere of early Earth.'' In: ''J. Geophys. Res.'' 105, 2000, S. 11981–11990.</ref> und 2001 die Abschirmung von Ammoniak durch organische Spurengase in der Uratmosphäre bezweifelt.<ref>A. A. Pavlov, L. L. Brown, J. F. Kasting: ''UV shielding of NH3 and O2 by organic hazes in the Archean atmosphere.'' In: ''J. Geophys. Res.'' 106, 2001, S. 23267–23287.</ref>

Pavlov und Kasting hatten 2000 und 2003 eine methanreiche Atmosphäre nach 2,4 Milliarden Jahren in die Diskussion zum Paradoxon angeführt.<ref>A. A. Pavlov, M. T. Hurtgen, J. F. Kasting, M. A. Arthur: ''Methane-rich Proterozoic atmosphere?'' In: ''Geology.'' 31, 2003, S. 87–90. {{DOI|10.1130/0091-7613(2003)031<0087:MRPA>2.0.CO;2}}</ref> Dies setzt einen sulfidischen Ozean voraus, was von Holland 2006 mit Verweis auf die geochemische Problematik bestritten wurde. Kasting erwähnte diesen Widerspruch und resümierte {{" |lang=en |Text=We leave this issue to be sorted out elsewhere |Autor=Kasting und Ono 2006<ref group="jko" name="kg" /> |Übersetzung=Diese Fragestellung überlassen wir einer Klärung anderenorts}}.

=== Deutung des Paradoxons über Carbonylsulfid ===
[[Yuichiro Ueno]], [[Matthew S. Johnson]] u.&nbsp;a. veröffentlichten im August 2009 Untersuchungen zum Verhältnis von Schwefelisotopen in Gesteinen des [[Pilbara]]-[[Kraton]]s, das aus der Frühzeit der Erde stammt.<ref group="UE" name="MJo">Ueno u. a. 2009.</ref> Die Gruppe untersuchte [[Spektroskopie|spektralanalytisch]] eine Reihe von Klimagasen, die in heutigen Vulkanausgasungen vorkommen, auf deren Verhalten im Bereich des [[Ultraviolettstrahlung|Ultraviolett]]. Demnach hätte sich speziell [[Carbonylsulfid]] (COS) in einer frühen, reduzierenden Erdatmosphäre ansammeln und so das Paradoxon ausgleichen können. Die Verteilungsraten für verschiedene Schwefelisotope in Gesteinen konnten den Autoren zufolge als sehr guter Nachweis für die unterschiedliche Zusammensetzung der frühen Atmosphäre verwendet werden.

Die photolytische Zersetzung von Schwefeldioxid war zuvor als begrenzender Faktor angenommen worden. COS als wirkungsvolles und stabiles Treibhausgas ist darüber hinaus im Gegensatz zu anderen in der Lage, die Zersetzung des ebenfalls klimawirksamen Schwefeldioxids zu verhindern.<ref group="UE" name="MJo" />
Die Untersuchungen an den schwefelhaltigen Sedimenten wurden zu verschiedenen Szenarien der Abschirmung des ultravioletten Lichts in Bezug gesetzt. Den Autoren zufolge ist die in den Gesteinen aufgefundene auffällige Anreicherung des Schwefel[[isotop]]s<sup>33</sup>S nur mit der Anwesenheit von COS in der damaligen Atmosphäre und dessen spezifischer abschirmenden Wirkung zu erklären.<ref group="UE" name="MJo" />

Mit Carbonylsulfid kann den Autoren zufolge das Paradoxon bis zur starken Abkühlung im späten [[Archaikum]] vor 2,4 Milliarden Jahren schlüssig gedeutet werden.<ref group="UE" name="MJo" /> Sie verknüpften dieses „Archaische Eiszeitalter“ mit dem hauptsächlich von [[Cyanobakterien]] produzierten freien Sauerstoff, der sich sowohl in der Atmosphäre als auch im Ozean anzureichern begann, nachdem er vorher bei der Oxidation von [[Organische Chemie|organischen]] Verbindungen und zweiwertigen Eisen-Ionen Fe<sup>2+</sup> in dreiwertige Eisen-Ionen Fe<sup>3+</sup> weitgehend verbraucht worden war.<ref group="jko" name="kg" /> In Übereinstimmung mit der COS-Hypothese wird der Wechsel von reduzierender zu oxidierender Atmosphäre auf dieses zeitliche Umfeld gelegt.<ref group="jko" name="kg5">Eine detaillierte Diskussion der [[Stratigraphie (Geologie)|stratigraphischen Abfolge]] erfolgt in Abschnitt 5 ''Triggering of the Palaeoproterozoic glaciations''.</ref> Die für COS notwendige reduzierende Atmosphäre ist danach nicht mehr gegeben.

Kasting diskutierte bereits 2006 differenzierte geochemische Befunde zur Rolle von Schwefelverbindungen in der archaischen Atmosphäre.<ref group="jko" name="kg" /> Er verwies dabei insbesondere auf die nur zeitweise abgelagerten [[Baryt]]vorkommen. Da Baryt ein extrem schwerlösliches [[Bariumsulfat|Sulfat]] ist, wäre die Abscheidung von SO<sub>2</sub> zeitlich begrenzt nur zwischen 3,2 und 2,4 Milliarden Jahre verhindert worden.

=== Vorgeschlagene Regelmechanismen ===
Der [[Carbonat-Silicat-Zyklus]] gilt als zentraler negativer (im Sinne der Regelungstechnik) und gegensteuernder Regelmechanismus für die klimaaktiven Treibhausgase. Mit ihm wird die Verwitterung von Silikaten und die Kohlendioxidkonzentration in Ozeanen und Atmosphäre mit der Ablagerung und Wiederaufarbeitung von Karbonatgestein auf den Kontinenten wie in den Ozeanen verknüpft.<ref>J. C. G. Walker: [http://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/43349/1/11084_2005_Article_BF01809466.pdf ''Carbon Dioxide on the Early Earth.''] (PDF; 774&nbsp;kB). In: ''Origins of Life.'' Band 16, 1985, S. 117–127.</ref><ref>J. C. G. Walker, P. B. Hays, J. F. Kasting: {{Webarchiv | url=http://geosci.uchicago.edu/~archer/JournalClub/walker.1981.WHAK.pdf | wayback=20080920152250 | text=''A negative feedback mechanism for the long-term stabilization of the earth's surface temperature.'' (PDF, 182 kB)}} In: ''Journal of Geophysical Research.'' Band 86, 1981, S. 9776–9782.</ref> Nach Walker ist speziell in der Erdfrühgeschichte die anfänglich hohe Treibhausgas-Konzentration mit der Bildung von Kontinenten nach etwa einer Milliarde Jahren<ref>J. Veizer in B. F. Windley (Hrsg.): ''The Early History of the Earth.'' John Wiley and Sons, London 1976, S. 569.</ref> durch die Ablagerung großer Mengen Karbonate abgebaut worden. Anschließend wird eine Wechselwirkung zwischen Erwärmung durch den Treibhauseffekt von Kohlendioxid in der Atmosphäre, vermehrte Silikatverwitterung, anschließend erhöhte Abkühlung durch Bildung von Karbonaten und Erwärmung nach erneuter Ausgasung von Kohlendioxid durch vulkanische Vorgänge angenommen.

== Veränderte Wolkenbildung ==
Roberto Rondanelli und [[Richard S. Lindzen]] kamen 2010 zu dem Schluss, dass bereits eine moderate Wirkung von [[Cirrus (Wolke)|Zirruswolken]] in den Tropenregionen der frühen Erde eine ausreichende Klimaerwärmung hervorrufen könnte.<ref>Roberto Rondanelli, [[Richard S. Lindzen]]: ''Can thin cirrus clouds in the tropics provide a solution to the faint young Sun paradox?'' Journal of geophysical research. Vol. 115, 2010. [[doi:10.1029/2009JD012050]]</ref> Ihre Erklärung basiert auf der [[Iris-Hypothese]], die die Abnahme hoher tropischer Zirruswolken bei zunehmender globaler Erwärmung zum Inhalt hat. Diese Hypothese ist jedoch mit erheblichen Problemen behaftet. So lässt sich der Iris-Effekt in der Gegenwart nicht in Satellitendatenreihen nachweisen. Zudem impliziert Rondanellis und Lindzens Erklärung für das Archaikum eine unrealistisch dichte Bedeckung der gesamten Erde mit sehr kühlen Wolken. Als Teilerklärung des Paradoxons wird ihre Hypothese jedoch als weiterhin beachtenswert angesehen.<ref name="Feulner"/>

Nach einer im Jahr 2010 erschienenen Studie ist das Paradoxon für die junge Erde ohne stark erhöhte Treibhausgas-Konzentrationen erklärbar. In der Frühphase der Erde waren die Ozeane um etwa 20 % größer als heute. Da es damals an Land jedoch weder Pflanzen noch Tiere gab, fehlten die für die Wolkenbildung wichtigen Kondensationskeime. Die Wolkenbedeckung der Erde war folglich erheblich geringer als ursprünglich angenommen. Sowohl das Fehlen von Kondensationskeimen als auch die geringere Ausdehnung kontinentaler Landmassen hätten über eine geringere [[Albedo]] zu Temperaturen oberhalb des Gefrierpunkts beigetragen.<ref>[[Minik Rosing|Minik T. Rosing]], Dennis K. Bird, Norman H. Sleep, Christian J. Bjerrum: ''No climate paradox under the faint early sun.'' In: ''Nature.'' Band 464, 1. April 2010, S. 744–747. [[doi:10.1038/nature08955]] [http://www.nature.com/nature/journal/v464/n7289/full/nature08955.html (abstract online)]</ref> Diese Begründung geht davon aus, dass Kondensationskeime vorwiegend aus biogenem [[Dimethylsulfid]] (DMS) hätten bestehen müssen und dass DMS nur von [[Eukaryoten]] produziert wurde. Beide Annahmen sind umstritten.<ref name="Feulner"/>

== Astrophysikalische Deutungen ==

=== Vermutung einer starken, jungen Sonne ===
Im Zusammenhang mit dem Paradoxon wurde – abweichend vom astrophysikalischen Standardmodell – eine höhere Strahlungsleistung der Sonne in der Frühzeit diskutiert.<ref group="gr" name="gr">Graedel u. a., 1991.</ref> Eine moderat (10 %) schwerere Sonne reicht im Vergleich zum Standardmodell aus, um das Paradoxon auszugleichen. Für diese Hypothese sprechen laut Thomas Graedel die bei der Sonne und anderen Sternen auffällige Abreicherung von Spurenelementen wie [[Beryllium]],<ref group="gr" name="gr" /> gegen die Annahme der relativ gleichmäßige Klimaverlauf über mehrere Milliarden Jahre. Eine höhere Masse des Zentralgestirns hätte aufgrund der Standardannahmen zur Seismik der Sonne eine erheblich erhöhte Strahlungsleistung über nur wenige hundert Millionen Jahre gehabt,<ref group="ns" name="shav" /> indirekt abgeschätzte Masseverluste der frühen Sonne sind anderen Studien zufolge dafür zu klein.<ref>D. A. Minton, R. Malhotra: ''Assessing the massive young Sun hypothesis to solve the warm young Earth puzzle.'' In: ''Astrophysical Journal.'' Band 660, 2007, S. 1700–1706.</ref> Eine erhöhte Masse konnte durch den Abgleich mit heutigen jungen Sonnen in kosmischer Nachbarschaft nicht bestätigt werden.<ref>E. J. Gaidos, M. Güdel, G. A. Blake: ''The Faint Young Sun Paradox: An observational test of an alternative solar model.'' In: ''Geophysical Research Letters.'' Band 27, 2000, S. 501–503.</ref><ref>B. E. Wood, H.-R. Müller, G. P. Zank, J. L. Linsky: ''Measured mass-loss rates of solar-like stars as a function of age and activity.'' In: ''The Astrophysical Journal.'' Band 574, 2002, S. 412–425.</ref> Eine über Milliarden Jahre gleichmäßig starke junge Sonne steht zudem in Widerspruch zu gesicherten Erkenntnissen der Klimageschichte, vor allem zu den im Präkambrium auftretenden Kaltzeiten und Schneeball-Erde-Stadien,<ref group="JV" name="JVC">Veizer 2005.</ref> und kollidiert darüber hinaus mit dem astrophysikalischen Befund, dass der Masseverlust bei nahen Sonnen unterschiedlichen Alters kontinuierlich erfolgt.<ref group="ns" name="shav" />

=== Möglicher Klimaeinfluss der galaktischen kosmischen Strahlung ===
[[Datei:Milky Way Arms de.svg|mini|Spiralarme der [[Milchstraße]]]]
[[Datei:Paleo-cosmic flux.svg|mini|[[Kosmische Strahlung]] (rot) und über geochemische Befunde angenommene globale Temperatur (schwarz) bis 500 Millionen Jahre vor unserer Zeitrechnung, nach Shaviv (2003), in späteren Arbeiten nicht bestätigt<ref name="smith2019"/>]]
Der Geochemiker [[Jan Veizer]] und der israelische Astrophysiker [[Nir Shaviv]] deuten das Paradoxon durch die Einbeziehung von [[Sonnenwind]] und galaktischer [[Kosmische Strahlung|kosmischer Strahlung]] auf das frühe Erdklima.<ref group="ns" name="shav" /> Nach [[Henrik Svensmark]] könnte eine reduzierte kosmische Strahlung über weniger Kondensationskeime zu schwächerer Wolkenbildung und damit zu einer Erwärmung führen. Shaviv postulierte, dass der stärkere Sonnenwind die Erde zunächst vor der kosmischen Strahlung stärker abgeschirmt und die frühe lange Warmphase ermöglicht hatte.<ref group="ns" name="shav" /> Die vor 2,4 Millionen Jahren einsetzende Vereisungsphase soll demnach mit den zur selben Zeit erhöhten Sternbildungsraten in der Galaxis und entsprechend vermehrter Strahlung übereinstimmen.<ref group="ns" name="shav" /> Für die Zeit danach stieg die Strahlungsintensität nach diesem Modell allmählich auf das heutige Niveau.

Shaviv fand anhand der Analyse von Meteoritenmaterial vier Peaks im kosmischen Strahlungsfluss (CRF, Cosmic Ray Flux) während der letzten 500 Millionen Jahre. Diese Peaks wären in einem Abstand von 143 ±10 Millionen Jahren aufgetreten und korrelierten mit [[Spiralarm]]-Durchgängen der Sonne. Shaviv arbeitete auf diesem Themenfeld mit [[Jan Veizer]] zusammen und konnte dessen über Jahrzehnte gesammelten geochemischen Aufzeichnungen mit seinen Meteoritendaten abgleichen. In ihrer gemeinsamen Deutung des Paradoxons korrelieren Zeiten erhöhter Sternbildungsraten und entsprechend verstärkter kosmischer Strahlung mit globalen Kaltzeiten, was den Klimaverlauf sowohl im ''Präkambrium'' als auch im gesamten ''Phanerozoikum'' erklären würde (siehe Abbildung rechts).<ref group="nsna" name="njs2">Fig. 2. The history of the star formation rate (SFR), in Shaviv 2003, S. 50.</ref> Die Peaks aus Shavivs Analyse konnten von späteren Arbeiten jedoch nicht bestätigt werden.<ref name="smith2019">{{Literatur |Autor=Thomas Smith, David L. Cook, Silke Merchel, Stefan Pavetich, Georg Rugel, Andreas Scharf, Ingo Leya |Titel=The constancy of galactic cosmic rays as recorded by cosmogenic nuclides in iron meteorites |Sammelwerk=Meteoritics and Planetary Science |Datum=2019-12 |DOI=10.1111/maps.13417}}</ref>

Einige Arbeiten zu dem von Svensmark postulierten Zusammenhang, so im dänischen SKY-Experiment, untersuchten speziell das Zusammenspiel von schwefelhaltigen Aerosolen mit kosmischer Strahlung in höheren Schichten der Atmosphäre.<ref>Hendrik Svensmark u. a.: ''Experimental evidence for the role of ions in particle nucleation under atmospheric conditions.'' In: ''Proceedings of the Royal Society.'' A 2007 463, 2007, S. 385–396. [[doi:10.1098/rspa.2006.1773]]</ref> Ähnliches geschieht beim [[CLOUD-Experiment]] des [[CERN]].<ref>{{Webarchiv | url= http://public.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2006/PR14.06E.html | archive-is= 20120716 | text=''New Experiment to Investigate the Effect of Galactic Cosmic Rays on Clouds and Climate.''}} Presseerklärung von CERN. PR14.06, 19. Oktober 2006.</ref> Allerdings ist die gegenwärtige Einwirkung durch diesen Effekt auf das Klima nicht nachweisbar: Die mit Satelliten gemessene Wolkenbedeckung korreliert nicht mit [[Forbush-Ereignis]]sen.<ref>J. Calogovic, C. Albert, F. Arnold, J. Beer, L. Desorgher, E. O. Flueckiger: ''Sudden cosmic ray decreases: No change of global cloud cover.'' In: ''Geophysical Research Letters.'' 37, 2010, L03802. [[doi:10.1029/2009GL041327]] (freier Volltext). Siehe auch: [http://idw-online.de/de/news359024 ''Wolkenbedeckung unbeeinflusst von kosmischer Strahlung.''] In: ''[[Informationsdienst Wissenschaft]].'' 9. März 2010 und [http://www.wissenschaft-online.de/artikel/1024560&_z=859070 ''Kosmische Strahlung macht keine Wolken.''] In: ''[[Spektrumdirekt]].'' 10. März 2010.</ref> Nach dem aktuellen [[Stand der Wissenschaft]] sind [[Periodizität|periodisch]] auftretende kosmische Einflüsse auf die biologische und klimatische Entwicklung mit Ausnahme der ''Milanković-Zyklen'' nur schwach belegt und spielen hinsichtlich ihrer [[Statistische Signifikanz|Signifikanz]] offenbar nur eine untergeordnete Rolle.<ref name="10.1111/pala.12283">{{cite journal | author=Anatoly D. Erlykin | coauthors=David A. T. Harper, Terry Sloan, Arnold W. Wolfendale | year=2017 | month=März | title=Mass extinctions over the last 500 myr: an astronomical cause? | journal=Palaeontology | volume=60 | issue=2 | pages=159–167 | doi=10.1111/pala.12283 | url= | format= | language=en}}</ref><ref name="Royer">{{cite journal | author=Dana L. Royer | coauthors=Robert A. Berner, Isabel P. Montañez, Neil J. Tabor, David J. Beerling | year=2004 | month=März | title=CO<sub>2</sub> as a primary driver of Phanerozoic climate | journal=GSA Today (American Geophysical Union) | volume=14 | issue=3 | pages=4–10 | doi=10.1130/1052-5173(2004)014<4:CAAPDO>2.0.CO;2 | url=https://www.geosociety.org/gsatoday/archive/14/3/pdf/i1052-5173-14-3-4.pdf | format=PDF | language=en}}</ref>

=== Bahnparameter und Erdrotation ===
Die sich über Jahrtausende verändernde Neigung der Erdachse zur [[Ekliptik]] von 22,1 bis 24,5° übt einen deutlichen Einfluss auf das Klima aus.<ref name="VG63" /> Eine darüber hinausgehende Neigung der Erdachse während des Archaikums wird von einigen Studien als mögliche Erklärung für höhere Temperaturen in der Frühzeit der Erde diskutiert.<ref name="VG63" />

Ein weiterer möglicher Einflussfaktor ist eine ehemals schnellere Erdrotation, da eine Tageslänge von 14&nbsp;Stunden zu einem Temperaturanstieg von 1,5&nbsp;°C führen würde.<ref group="ns" name="shav" /> Für das Paradoxon selbst<ref group="ns" name="shav" /> sowie für den Verlauf der ersten drei Milliarden Jahre und zur Erklärung der sich anschließenden Kalt- und Warmzeiten ist dieser Erklärungsansatz jedoch nicht ausreichend.<ref group="vk">Vergleiche die Überblicksdarstellung S. 262.</ref>

=== Gravitationskonstante ===
Die [[Luminosität]] eines Sterns hängt aufgrund der [[Eddington-Grenze]] mit der Gravitationskonstante zusammen. Die Luminosität L ist extrem von der [[Gravitationskonstante]] G und der Masse des Sterns M abhängig: <math>L \propto G^7 M^5</math>.<ref name=":0">{{Literatur |Titel=Variations in the Gravitational Constant in General Theories of Gravitation |Sammelwerk=Measurement Techniques |Band=57 |Nummer=11 |Datum=2015-02-15 |Seiten=1255–1261 |DOI=10.1007/s11018-015-0615-4}}</ref> Kleinere Schwankungen der Konstante in der Anfangszeit würden das Phänomen erklären.<ref name=":1">{{Literatur |Titel=Can a variable gravitational constant resolve the faint young Sun paradox? |Sammelwerk=International Journal of Modern Physics D |Band=23 |Nummer=12 |Datum=2014-10-01 |Seiten=1442018 |DOI=10.1142/S0218271814420188}}</ref> Die entsprechenden Deutungen geben ebenso Hinweise auf die sogenannte [[Dunkle Energie]] und sind nach wie vor sehr spekulativ.<ref name=":0" /><ref name=":1" />

== Biologische Deutungen ==
=== Gaia-Hypothese und selbstregelnde Rolle des Lebens ===
Der [[Gaia-Hypothese]] von [[James Lovelock]] zufolge ist das Leben auf der Erde selbst der wesentliche Regelmechanismus,<ref group="jk" name="zit" /> ohne den die Erde möglicherweise das Schicksal von Mars oder Venus erfahren hätte. Der Hypothese zufolge kann die Erde und insbesondere die Biosphäre als ein [[Selbstähnlichkeit|selbstähnlicher]] makroskopischer lebender Organismus mit Eigenschaften des Lebens wie [[Autopoiesis]] und [[Homöostase|Homöostasis]] betrachtet werden, der sich selbst Bedingungen schafft, erhält und weiter entwickelt. Der Name leitet sich von [[Gaia (Mythologie)|Gaia]], der Erdgöttin der griechischen Mythologie ab. Dazu gehören die Rückkoppelung zwischen Vegetation, deren Wasserspeicherungsvermögen und Niederschlägen sowie der durch Vegetationsbedeckung und Landnutzung veränderten [[Albedo]]. Ein weiterer in dem Zusammenhang angeführter Rückkopplungseffekt ist die Aufnahme von Kohlendioxid durch kalkhaltiges Meeresplankton und Korallen wie die Freisetzung von Kohlendioxid im Laufe des [[Kreislauf der Gesteine|Kreislaufs der Gesteine]]. Diese Funktionen werden zum großen Teil von "niederen" Lebensformen wie [[Einzeller]] oder [[Algen]] übernommen.

[[Massenaussterben|Aussterbeereignisse]] betreffen dabei vor allem höhere und hochspezialisierte Lebensformen und stehen dazu nicht im Widerspruch. Wichtige Formen der [[Regelkreis#Biologische Regelkreise|biologischen Regelkreise]] wie die riffbildenden [[Koralle]]n und eine Vielzahl weiterer Organismen traten erst nach der [[Kambrische Explosion|Kambrischen Explosion]] vor mehr als 500 Millionen Jahren in Erscheinung. Für die nachgewiesene Stabilität und das fast durchgehend lebensfreundliche Klima während der für das Paradoxon zentralen Jahrmilliarden zuvor müssten demnach andere Organismen diese Funktion ausgeübt haben, ehe sie von evolutiven "Neuankömmlingen" verdrängt wurden.<ref>James Lovelock, "Gaia" </ref>

Jim Kasting stimmt einer wichtigen Rolle des Lebens beim [[Kohlenstoffzyklus]] wie dem Einfluss auf Verwitterung und Sauerstoffgehalt zu, dennoch blieben die wesentlichen Einflussfaktoren physikalischer wie abiotischer Natur.<ref group="jk" name="zit" /><ref group="vk">Detaillierte Darstellung des Kohlenstoffkreislaufs und der Interaktion mit anderen Faktoren S. 246–248.</ref>

Der Annahme des irdischen Lebens als hochorganisierter Regelmechanismus widerspricht die von dem Paläontologen [[Peter Ward (Paläontologe)|Peter Ward]] formulierte [[Peter Ward (Paläontologe)#Medea-Hypothese|Medea-Hypothese]], nach der mehrzelliges Leben keine systembewahrenden Eigenschaften, sondern eine Tendenz zur Selbstzerstörung aufweist.

=== Leben auf einer jungen kalten Erde ===
In den letzten Jahrzehnten wurden Lebensformen auf der Erde unter sehr kalten Umweltbedingungen entdeckt, wie bei dem unter dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]] liegenden [[Wostoksee]]. [[John Priscu]] zufolge könnte dies ebenso auf dem Mars der Fall sein.<ref>J. C. Priscu, C. M. Foreman: ''Lakes of Antarctica. Encyclopedia of Inland Waters.'' Elsevier Press, 2007.</ref><ref>S. M. Jepsen, J. C. Priscu, R. E. Grimm, M. A. Bullock: ''The Potential for Lithoautotrophic Life on Mars: Application to Shallow Interfacial-Water Environments.'' In: ''Astrobiology.'' 7, 2007, S. 342–354.</ref> Im Gegensatz zu der Annahme von Hart wurde die [[Habitable Zone|Continuously Habitable Zone]] im Sonnensystem zwischenzeitlich bis in Marsnähe ausgeweitet.

Eine Deutung des Paradoxons auf dieser Grundlage<ref>[http://solar.physics.montana.edu/SVECSE2008/pdf/martens_svecse.pdf so in einer Überblickspräsentation der Uni Montana 2008] (PDF; 1,6&nbsp;MB).</ref> besitzt jedoch wenig Relevanz. Das archaische Erdklima war allem Anschein nach wärmer als heute, und geologische Spuren im Hinblick auf flüssiges Wasser sind im Gegensatz zu Vereisungsprozessen seit frühester Zeit weit verbreitet. Pointiert ausgedrückt gibt es Hinweise auf wasserbasiertes Leben auf der Erde „seit es Steine gibt“.<ref group="JV" name="JVC" /> Für den Fortbestand des irdischen Lebens während zwischenzeitlicher globaler Vereisungen (ebenso wie bei der Wahrscheinlichkeit von Leben auf anderen Planeten und Monden) ist Priscus Befund zentral.

== Einfluss von Messwertfehlern auf das Paradoxon ==
Ältere paläoklimatologische Studien beschrieben für das Archaikum und teilweise für das gesamte Präkambrium ein Heißklima mit Temperaturen bis 70&nbsp;°C. Diese Annahme wird von den meisten Geowissenschaftlern aufgrund der zwischenzeitlich aufgetretenen Kaltzeiten bezweifelt.<ref group="jko" name="khv">Kasting und Ono 2006, 1. Introduction: the early climate record</ref> Aktuell gilt eine moderat höhere Durchschnittstemperatur gegenüber heute als wahrscheinlich.<ref group="jko" name="khv" />

Verschiedenen Analysen zufolge waren die grundsätzlichen Elemente des Kohlenstoffzyklus bereits vor 4 Milliarden Jahren etabliert.<ref group="JV" name="JVC" /> Ein maximal hundertfach höherer Wert der CO<sub>2</sub>-Konzentration und anderer Treibhausgase im Vergleich zur Gegenwart ist nicht weiter strittig, kann aber nach überwiegender Meinung das Paradoxon nicht auflösen.<ref group="ns" name="shav">Shaviv 2003.</ref> Mit einem deutlich erhöhten Anteil von Kohlendioxid in der Atmosphäre hätte sich das Eisenkarbonatmineral [[Siderit]] in erheblicher Menge bilden müssen, was bislang nicht nachgewiesen wurde. Im Gegensatz dazu sehen Haqq-Misra u. a. das Fehlen von Siderit nicht als alleiniges Ausschlusskriterium an.<ref group="jh" name="ha" /> Nach einer 2008 erschienenen Studie sind für das späte Archaikum und frühe Proterozoikum aufgrund eines Abgleichs mit neueren Absorptionsdaten eine geringere Kohlendioxidkonzentration um eine Größenordnung notwendig. Für das späte Archaikum wären demnach für ein moderat warmes Klima nur 1,5 bis 5,5&nbsp;mbar (gegenüber vorindustriell 0,28&nbsp;mbar) Partialdruck Kohlendioxid erforderlich.<ref>Philip Paris u. a.: ''Warming the early earth—CO2 reconsidered.'' In: ''Planetary and Space Science.'' Vol. 56, 2008, S. 1244–1259. [[doi:10.1016/j.pss.2008.04.008]]</ref>

=== Methodische Herausforderungen ===
[[Datei:Collenia undosa Minnesota.jpg|mini|Gestein aus dem zeitlichen Umkreis der Paläoproterozoischen Vereisung mit Spuren frühen Lebens]]
[[Datei:Stromatolites Cochabamba.jpg|mini|Feinlagiger Aufbau von [[Stromatolith]]en aus der Kreidezeit ([[Maastrichtium]])]]

Bereits die Rekonstruktion der jüngeren Klimageschichte, basierend auf einer Vielzahl indirekter [[Proxy (Klimaforschung)|Klimaanzeiger]], wurde gelegentlich von Kontroversen begleitet. Für die Deutung des Paradoxons sind jedoch paläoklimatologische Bestimmungsmethoden notwendig. Ungeachtet der raschen Fortschritte der verschiedenen Analysetechniken wie der [[Isotopenuntersuchung]] sind Aussagen über weit zurückliegende Epochen immer mit gewissen Unsicherheiten behaftet, wobei auch der [[Fossilbericht]] mit zunehmenden zeitlichem Abstand größere Lücken aufweisen kann.

==== Frühes Leben ====
Indirekte Hinweise auf frühes Leben sind unter anderem in [[Chemofossil]]ien und Versteinerungen zu finden, in denen [[biogen]]e Strukturen wie [[Stromatolith]]en gefunden werden.<ref>J. Schopf: ''Earth’s Earliest Biosphere: Its Origin and Evolution.'' Princeton University Press, Princeton, N.J. 1983.</ref><ref>S. J. Mojzsis, G. Arrhenius, K. D. McKeegan, T. M. Harrison, A. P. Nutman, C. R. L. Friend: ''Evidence for life on Earth before 3,800 million years ago.'' In: ''Nature.'' 384, 1996, S. 55–59. [[doi:10.1038/384055a0]]</ref> Der Nachweis von Lebensspuren und die Abschätzung des Stoffkreislaufs in der Atmosphäre in verschiedenen geologischen Perioden geschieht dabei über die hochauflösende Untersuchung feinster [[Graphit]]- und Gaseinschlüsse sowie [[Mikrofossilien]] in Mineralien.<ref>{{Webarchiv | url=http://homepage.mac.com/yuee/H/research1.html | archive-is=20040815135852 | text=Forschungsaktivitäten von Yuichiro Ueno}}</ref>

==== Bildung von Ozean und Erdkruste ====
Belege für die Existenz eines Ozeans und einer festen Erdkruste für die Zeit vor 3,8 Milliarden Jahren sind relativ häufig zu finden. Das mit 4,4 Milliarden Jahren älteste bekannte Mineral sind [[Zirkon]]kristalle aus dem Pilbara-Kraton in [[Australien (Kontinent)|Westaustralien]].<ref name="Wilde" /> Daneben sprechen Indizien für eine bereits damals vorhandene Trennung von Kruste und Ozean.<ref name="Mj">S. J. Mojzsis, T. M. Harrison, R. T. Pidgeon: ''Oxygen-isotope evidence from ancient zircons for liquid water at the Earth’s surface 4300 Myr ago.'' In: ''Nature.'' Band 409, 2001, S. 178–181, [[doi:10.1038/35051557]].</ref> Zirkone können mehrfach den [[Kreislauf der Gesteine]] durchlaufen. Sie sind aufgrund ihrer stabilen Gitterstruktur resistent gegenüber Einflüssen wie Verwitterung und [[Metamorphose (Geologie)|Gesteinsmetamorphose]] und gestatten durch die in die Kristalle eingeschlossenen [[Nuklide]] neben einer [[Radiometrische Datierung|radiometrischen]] [[Geochronologie|Altersbestimmung]] isotopengeochemische Hinweise auf ihre Entstehungsbedingungen. Dies erfordert eine aufwendige Probennahme und Aufbereitung sowie hochauflösende Analyseverfahren wie die [[Massenspektrometrie]].

==== Rekonstruktion des Temperaturverlaufs ====
Ähnlich aufwendig gestalten sich Auswertungen des Temperaturverlaufs in der geologischen Vergangenheit.<ref>Ján Veizer, Jochen Hoefs: ''The nature of O18/O16 and C13/C12 secular trends in sedimentary carbonate rocks.'' In: ''Geochimica et Cosmochimica Acta.'' 40, Nr. 11, November 1976, S. 1387–1395. [[doi:10.1016/0016-7037(76)90129-0]]</ref> Bei den Messungen der frühesten Durchschnittstemperaturen sind systematische Verschiebungen bei den zugrundeliegenden Sauerstoff-Isotopenmessungen möglich, auch eine Beeinflussung der heute ermittelten Messwerte durch zwischenzeitliche Einflüsse muss in Betracht gezogen werden.

== Rolle des Paradoxons bei Mars und dem Saturnmond Titan ==
[[Datei:VallesMarinerisHuge.jpg|mini|hochkant=1.7|Panoramaaufnahme der 4000&nbsp;km langen [[Valles Marineris]]]]
Das Paradoxon betrifft ebenfalls den Planeten [[Mars (Planet)#Klima und Wetter|Mars]], auf dessen Oberfläche demnach flüssiges Wasser nicht hätte vorkommen sollen.<ref group="sm" name="SgM" /> Hingegen war nach neueren Erkenntnissen die Marsatmosphäre in der Frühzeit des [[Sonnensystem]]s wesentlich dichter als heute. Zudem existierten auf dem Roten Planeten wahrscheinlich umfangreiche Wasservorkommen, eventuell sogar in Form relativ ausgedehnter [[Ozean]]e und [[Flusssystem]]e. Hinweise darauf liefern wasserbasierte [[Erosion (Geologie)|Erosionsstrukturen]] oder die Trockentäler ehemaliger Fließgewässer.

Auf dem Saturnmond [[Titan (Mond)|Titan]] wurde ein orangefarbener Nebel aus organischen Verbindungen mit noch unbekannter Zusammensetzung beobachtet. Der Astrophysiker Carl Sagan prägte dafür den Begriff [[Tholine]] und vermutete in einer ebensolchen Schicht der frühen Erde einen wesentlichen Faktor zur Lebensentstehung. Aufgrund dieser Eigenschaft wurde der Saturnmond zu einem der interessantesten Objekte im Sonnensystem. Sagan hatte zudem einen Erwärmungseffekt durch diesen Nebel angenommen. Andere Autoren widersprachen dieser Auffassung und postulierten einen „Anti-Treibhauseffekt“.<ref>Christopher P. McKaya, Ralph D. Lorenz, Jonathan I. Lunine: ''Analytic Solutions for the Antigreenhouse Effect: Titan and the Early Earth.'' In: ''Icarus.'' Band 137, Ausgabe 1, 1. Januar 1999, S. 56–61. [[doi:10.1006/icar.1998.6039]]</ref>

Nach aktuellen Forschungsergebnissen könnte ein [[Aerosol]] aus verzweigten [[Kohlenwasserstoff]]en (anstatt wie bisher angenommen kugelförmiger Tröpfchen) großen Einfluss auf das Absorptionsverhalten der Atmosphäre ausgeübt haben. Ein derartiges Aerosol absorbiert UV-Licht, ist aber für sichtbares Licht weitgehend transparent.<ref>E. T. Wolf, O. B. Toon: ''Fractal Organic Hazes Provided an Ultraviolet Shield for Early Earth.'' In: ''Science.'' Juni 2010, Vol. 328, Nr. 5983, S. 1266–1268. [[doi:10.1126/science.1189196]]</ref>

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Benjamin Charnay, Eric T. Wolf, Bernard Marty, [[François Forget]] |Titel=Is the Faint Young Sun Problem for Earth Solved? |Sammelwerk=Space Science Reviews |Datum=2020-07 |DOI=10.1007/s11214-020-00711-9}}
* {{Literatur |Autor=Georg Feulner |Titel=The faint young Sun problem |Sammelwerk=Reviews in Geophysics |Datum=2012 |DOI=10.1029/2011RG000375 |Kommentar=open access}}

== Weblinks ==
* Living Reviews in Solar Physics (''open access''):
** ''The Sun in Time: Activity and Environment'', 2007, [[doi:10.12942/lrsp-2007-3]], Kapitel 7.1 ''The Faint Young Sun Paradox: Greenhouse or deep freeze?''
** ''Astrospheres and Solar-like Stellar Winds'', 2004, [[doi:10.12942/lrsp-2004-2]], Kapitel 5.3 ''The Faint Young Sun problem''
* [http://solar.physics.montana.edu/SVECSE2008/pdf/martens_svecse.pdf Überblick zum Paradoxon als Präsentation], Uni Montana ([[James F. Kasting]], [[Edward Guinan]], [[John Priscu]] und [[Richard Lindzen]]; PDF; 1,6&nbsp;MB)
* [http://www.ieap.uni-kiel.de/et/download/physik6/faint_young_sun.pdf Überblick zum Paradoxon], Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der Universität Kiel (PDF; 5,6&nbsp;MB)

== Einzelnachweise ==
* T. E. Graedel u. a.: ''Early solar mass loss – A potential solution to the weak sun paradox.'' In: ''Geophys. Res. Lett.'' 18, 1991, S. 1881–1884.
<references group="gr" />
* Jacob D. Haqq-Misra, Shawn D. Domagal-Goldman, Patrick J. Kasting, James F. Kasting: ''A Revised, Hazy Methane Greenhouse for the Archean Earth.'' In: ''Astrobiology.'' Volume 8, Number 6, 2008. [[doi:10.1089/ast.2007.0197]]
<references group="jh" />
* E. Jansen, J. Overpeck, K. R. Briffa, J.-C. Duplessy, F. Joos, V. Masson-Delmotte, D. Olago, B. Otto-Bliesner, W. R. Peltier, S. Rahmstorf, R. Ramesh, D. Raynaud, D. Rind, [[Olga Nikolajewna Solomina|O. Solomina]], R. Villalba, D. Zhang: [http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter6.pdf Frequently Asked Question 6.1, ''What Caused the Ice Ages and Other Important Climate Changes Before the Industrial Era?''] (PDF; 8,1&nbsp;MB). In: S. D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor, H.L. Miller (Hrsg.): ''Palaeoclimate in Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Solomon.'' Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
<references group="ipcc" />
* James F. Kasting u. a.: {{Webarchiv | url= http://www.geosc.psu.edu/~kasting/PersonalPage/Pdf/Scientific_American_88.pdf | wayback= 20100619121458 | text=''How Climate Evolved on the Terrestrial Planets''}} (PDF; 1,4&nbsp;MB). In: ''Scientific American.'' 256, 1988, S. 90–97.
<references group="jk" />
* James F. Kasting, Ono Shuhei: [http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/361/1470/917.full ''Palaeoclimates: the first two billion years'']. In: ''Phil. Trans. R. Soc. B.'' vol. 361, no. 1470, 29. Juni 2006, S. 917–929. [[doi:10.1098/rstb.2006.1839]]
<references group="jko" />
* Vanessa Killops, Stephen Killops: ''An Introduction to Organic Geochemistry.'' Verlag John Wiley & Sons, 2005, ISBN 1-4051-3692-8.
<references group="vk" />
* C. Sagan, G. Mullen: [http://courses.washington.edu/bangblue/Sagan-Faint_Young_Sun_Paradox-Sci72.pdf ''Earth and Mars: Evolution of Atmospheres and Surface Temperatures.''] (PDF; 467&nbsp;kB). In: ''Science.'' 177, 1972, S. 52–56. [[doi:10.1126/science.177.4043.52]]
<references group="sm" />
* Nir J. Shaviv: [http://www.phys.huji.ac.il/~shaviv/articles/long-ice.pdf ''The spiral structure of the Milky Way, cosmic Rays, and ice age epochs on Earth.''] (PDF; 1,6&nbsp;MB). In: ''New Astronomy.'' 8, 2003, S. 39–77.
<references group="nsna" />
* Nir J. Shaviv: ''Toward a solution to the early faint Sun paradox: A lower cosmic ray flux from a stronger solar wind.'' In: ''J. Geophys. Res.'' 108(A12), 2003, S. 1437. {{arXiv|astro-ph/0306477}}, [[doi:10.1029/2003JA009997]].
<references group="ns" />
* Y. Ueno, M. S. Johnson, S. O. Danielache, C. Eskebjerg, A. Pandey, N. Yoshida: ''Geological sulfur isotopes indicate elevated OCS in the Archean atmosphere, solving faint young sun paradox.'' In: ''Proceedings of the National Academy of Sciences.'' online Vorveröffentlichung 17. August 2009. [[doi:10.1073/pnas.0903518106]]
<references group="UE" />
* Ján Veizer: [http://journals.hil.unb.ca/index.php/GC/article/viewArticle/2691/3113 ''Celestial Climate Driver: A Perspective from Four Billion Years of the Carbon Cycle.''] In: ''Geoscience Canada.'' Band 32, Nr. 1, 2005.
<references group="JV" />
* Andere:
<references>
<ref name="VG63">
Vivien Gornitz: ''Encyclopedia of paleoclimatology and ancient environments''. (= ''Encyclopedia of earth sciences''). Springer, 2009, ISBN 978-1-4020-4551-6, S. 63 {{Google Buch |BuchID=yRMgYc-8mTIC |Seite=63}}.
</ref>
</references>

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