במהלך המאה האחרונה, הבנתנו את התפתחות הכוכבים השתפרה באופן דרמטי. על ידי לימוד הקוסמוס, השגנו מודל תיאורטי די טוב של איך כוכבים משתנים במהלך חייהם.
אבל מסתכלים על שלנו, כוכב מסוג G על הרצף הראשי שלו הממזג מימן להליום, ומשווה אותו לדגמים הטובים ביותר שלנו, נותרנו עם חידה קטנה. בתחילת חייה של השמש, כאשר כדור הארץ נוצר לאחרונה, מדענים מאמינים שהשמש הוציאה פחות אנרגיה ממה שהיא עושה היום.
"לפי מודלים סולאריים סטנדרטיים, כאשר היתוך גרעיני התלקח בליבת השמש בעת הגעתה במה שנקרא הרצף הראשי של גיל האפס (ZAMS) 4.57 Ga (1 Ga = לפני 109 שנים), הבהירות הבולומטרית של השמש (בהירות השמש המשולבת על פני כל אורכי הגל) הייתה נמוכה בכ-30 אחוז בהשוואה לתקופה הנוכחית."מאמר בנושאמסביר.
למרות שזה אולי לא נשמע כמו בעיה, זו למעשה בעיה שתמהה מדענים במשך עשרות שנים. מַדוּעַ? ובכן, אם המשתנה היחיד היה בהירות השמש, היינו מצפים שהאקלים של כדור הארץ יהיה די קר בתקופה המוקדמת הזו.
"אנו רואים שהטמפרטורה הגלובלית של כדור הארץ ירדה מתחת לנקודת הקיפאון של מי ים לפני פחות מ-2.3 עיון (עיון אחד הוא 10).9שנים); לפני 4.0 עד 4.5 עיונים הטמפרטורות העולמיות היו בערך 2,63 בסדר",וג'ורג' מולןכתב, הפנו את תשומת לבם לנושא ב-1972.
"אילו היינו משתמשים ב-50 אחוזים עבור ΔL, נקודת הקיפאון של מי הים הייתה מגיעה לפני כ-1.4 עיונות, וטמפרטורות של 4.0 עד 4.5 עיונות לפני היו עומדות על כ-245°K. בגלל חוסר יציבות אלבדו [...] זה לא סביר כי מים נוזליים נרחבים יכלו להתקיים בכל מקום על פני כדור הארץ עם טמפרטורות ממוצעות גלובליות כאלה."
ועדיין, עדויות שנראו מסביב לעולם בסלע עתיק מראות שכדור הארץ היה בשפעזורם לפני 3.2 עונות. בנוסף לכך, מציינים סייגן ומלן, יש לנו מאובני אצות שמקורם בערך באותו זמן "שקשה מאוד לדמיין אותם על כדור הארץ קפוא".
בקיצור, כדור הארץ היה צריך להיות אלפני מיליארדי שנים, כשהסתכלו על עוצמת השמש, ובכל זאת זה לא היה. במהלך עשרות השנים, מדענים הציעו הסברים אפשריים לפרדוקס.
"אפקט חממה אטמוספרי קיצוני, שמש מסיבית יותר בתחילה, שחרור של חום הנרכש במהלך תהליך ההצטברות של חומר פרוטופלנטרי ורדיואקטיביות של החומר המוקדם של כדור הארץ הוצעו כמאגרים או מלכודות לחום."מחקר אחדמסביר.
לפי מחקר זה, הירח יכול היה למלא תפקיד בחימום כדור הארץ במהלך אותה תקופה מוקדמת. ככל שהירח היה קרוב יותר (כן, הירח קרוב יותר) אז, זה יכול היה לחמם את כדור הארץ באמצעות כוחות גאות ושפל.
"כבונוס, חימום גאות ושפל כמקור חום גיאותרמי עשוי היה לסייע בשמירה על טמפרטורות מעטפת משופרות, למשל על ידי הנעת זרימת נוזלים הידרותרמיים בקרום כדור הארץ המוקדם", ממשיך המאמר.
בימיה הראשונים של השמש, חימום באמצעות פחמן דו חמצני, או ריכוזים גבוהים של גז אמוניה (כפי שהציע סאגאן) הם אפשרויות מועדפות, או שילוב של השפעות אלו.
כדי להוסיף לפאזל הזה, כשמסתכלים על מאדים, נראה שגם לו היו מים נוזליים על פני השטח שלו מסביבלפני 3.6 מיליארד שנים, ואולי מתמתח עד אחורה. זו יכולה להיות תוצאה של הצטברות פחמן דו חמצני אוהוצאת מתאן, אבל אולי לא נוכל לפתור את פרדוקס מאדים מבלי להסתכל מקרוב על הסלעים של כוכב הלכת. בשביל זה אולי נצטרך עכשיו. בעוד שאנו עשויים לחדד את הסיבה המדויקת לפרדוקס השמש הצעירה הקלוש על כדור הארץ, החידה של מאדים עשויה להימשך עוד 15 שנים לפחות.
