Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue PNAS, montre, grâce à des simulations faites à partir d’un nouveau modèle climatique adapté à l'époque du 'soleil jeune', comment la Terre primitive a pu échapper à une glaciation globale et rester propice à l'apparition et au développement de la vie.   

Du fait que «l'intensité du rayonnement émis par le Soleil ne cesse d’augmenter depuis sa naissance», la Terre a reçu «20 à 30 % moins d’énergie qu’aujourd’hui» durant les deux premiers milliards d'années du système solaire. Il en découle que, «si l’atmosphère terrestre avait eu alors sa composition actuelle, la Terre aurait dû geler complètement en quelques siècles». Le 'paradoxe du Soleil jeune', c'est que l'analyse «de roches datant de cette époque indique que la jeune Terre était couverte, au moins en partie, d'eau liquide».

Plusieurs hypothèses ont été avancées pour expliquer 'ce non englacement global de la Terre primitive', mais, jusqu'à présent, elles «n’avaient été testées qu’avec des modèles climatiques simplifiés et unidimensionnels qui estiment la température moyenne de la Terre en n'utilisant que des grandeurs moyennées sur toute la planète et qui ne prennent en compte ni les 'rétroactions' fondamentales du climat (produites notamment par les nuages et la glace de mer), ni le transport de chaleur par l'atmosphère et l'océan».

Ces travaux ont suggéré qu'il était indispensable de faire intervenir «un puissant effet de serre, généré par de grandes concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4)», sans que cela soit suffisant pour éviter la glaciation globale en raison des «limites imposées à ces concentrations par les analyses chimiques de roches formées à cette époque».

Le nouveau modèle employé, «dérivé du modèle LMDZ de l’IPSL utilisé pour étudier le climat actuel», qui «permet de faire varier de nombreux paramètres comme la composition atmosphérique, la distribution des continents ou encore la vitesse de rotation de la Terre», prouve «qu'avec des quantités de dioxyde de carbone et de méthane compatibles avec les contraintes géologiques (10 à 100 fois la teneur actuelle du dioxyde de carbone et au plus 1000 fois la teneur actuelle du méthane), la Terre primitive a pu connaître un climat tempéré proche du climat actuel».
Il est, de plus, apparu «qu'avec de faibles quantités de gaz à effet de serre (seulement deux fois la concentration en CO2 actuelle), la Terre éclairée par le Soleil jeune a pu résister à la glaciation globale avec le maintien d'une bande d'océan non gelé à l'équateur»: cette stabilité est due dans le modèle «à une diminution de la couverture nuageuse au-dessus des océans tropicaux».

Cette résistance face à une glaciation globale, qui «atténue fortement le paradoxe du Soleil jeune», justifie ainsi que la vie ait pu prospérer durant des milliards d'années malgré de nombreux changements climatiques.