Dua Studi NASA: Bagaimana Matahari Bentuk Iklim Bumi

Dua penelitian yang didanai NASA menemukan jejak sejarah Matahari yang kemungkinan besar turut membentuk iklim Bumi. Hasil pemodelan dan analisis menunjukkan heliosfer kadang menyusut hingga melewati orbit Bumi, sementara ledakan pada Matahari muda bisa memicu pembentukan nitrous oxide yang menghangatkan atmosfer purba.

Heliosfer, gerak Matahari, dan paparan lingkungan antarbintang

Heliosfer adalah gelembung pelindung yang dibentuk oleh aliran angin Matahari, yakni partikel bermuatan yang menahan materi antarbintang. Selama 4,6 miliar tahun, heliosfer bergerak mengelilingi pusat Galaksi Bima Sakti dan melewati berbagai wilayah dengan kepadatan gas berbeda.

Pemodelan yang dikemukakan tim NASA memperlihatkan bahwa Matahari setidaknya tiga kali melintasi awan gas dan debu antarbintang yang sangat dingin. Peristiwa itu diperkirakan terjadi sekitar 2–3 juta, 6–7 juta, serta 13–14 juta tahun lalu.

Tekanan dari awan antarbintang yang padat dapat membuat heliosfer menyusut. Dalam skenario terkuat, heliosfer mengecil sampai lebih kecil dari orbit Bumi. Kondisi ini menempatkan Bumi di luar perlindungan gelembung tersebut dan memaparkan atmosfer atas pada lingkungan antarbintang yang berbeda.

Dampak pada atmosfer: uap air dan dinamika bagian atas

Simulasi menunjukkan paparan lingkungan antarbintang dapat meningkatkan kandungan uap air di atmosfer dan mengubah dinamika lapisan atas. Perubahan ini diduga memengaruhi kondisi permukaan Bumi dalam jangka panjang.

Para peneliti menyatakan bahwa efek tersebut bisa berkontribusi pada perubahan iklim purba, termasuk perubahan menuju periode dingin yang lebih luas seperti zaman es. Temuan ini menambah dimensi baru pada studi variabilitas iklim yang sebelumnya lebih fokus pada faktor internal Bumi.

Matahari muda, partikel energetik, dan nitrous oxide

Sebuah studi kedua menyoroti teka-teki Matahari muda yang lebih redup. Sekitar tiga miliar tahun lalu, kecerahan Matahari diperkirakan hanya sekitar 70 persen dari saat ini. Namun, bukti geologi menunjukkan air cair telah ada di Bumi.

Peneliti menemukan aktivitas ledakan dahsyat pada Matahari muda yang menghasilkan partikel berenergi tinggi. Partikel tersebut diduga memicu pembentukan dinitrogen monoksida atau nitrous oxide di atmosfer Bumi purba.

Nitrous oxide adalah gas rumah kaca yang sangat kuat — sekitar 300 kali lebih efektif menangkap panas dibandingkan karbon dioksida per molekulnya. Menurut analisis, bahkan jika hanya sebagian kecil gas itu bertahan, panasnya cukup untuk menjaga wilayah ekuator tetap di atas titik beku.

Implikasi dan langkah selanjutnya

Kedua penelitian ini menghubungkan evolusi Matahari dengan sejarah iklim Bumi. Mereka menekankan pentingnya faktor eksternal tata surya—bukan sekadar proses dalam sistem Bumi—dalam memahami perubahan iklim purba.

Temuan ini membuka jalur penelitian lanjutan, termasuk uji geologi terhadap tanda-tanda paparan antarbintang serta pemodelan iklim yang mengintegrasikan variabilitas heliosfer dan aktivitas Matahari masa muda.