¿Cuánto más cerca o más lejos podría estar la Tierra del sol y todavía tener el mismo clima básico?

Eso depende de lo que entendemos por “mismo clima básico”. Yo diría que permitir el agua líquida y un ciclo hidrológico es la característica más importante del clima de la Tierra.

Con escalas geológicas de más de mil millones de años, la Tierra se autorreguló dentro de las temperaturas del agua líquida, debido a las interacciones entre agua / hielo, erosión / deposición química, tectónica de placas, composición atmosférica y probablemente efectos químicos de la vida (especialmente la producción de oxígeno y algunos ciclos de carbono). ) El joven sol hace 4.500 millones de años era aproximadamente un 30% más tenue que el actual (Sol – Wikipedia), y desde entonces ha aumentado constantemente en luminosidad, y continuará haciéndolo a medida que se acumula helio interno. Los efectos de los gases de efecto invernadero, incluido el metano en la historia temprana de la Tierra, han mantenido las temperaturas de la superficie por encima del punto de congelación del agua (probablemente con algunos episodios de millones de años de Snowball Earth – Wikipedia).

Dado ese rango de ajuste, parece probable que si la Tierra hubiera orbitado un 10% más cerca / más lejos del sol, con un 20% más / menos de calentamiento solar, los mismos mecanismos podrían haber funcionado durante el tiempo geológico. Por otro lado, no sabemos lo suficiente sobre los primeros episodios de bola de nieve para asegurarnos de evitar una bola de nieve permanente si está demasiado lejos inicialmente. Escapar de una bola de nieve parece depender de la emisión volcánica de CO_2 que aumenta los efectos de efecto invernadero lo suficiente como para derretir el hielo y reducir el albedo de hielo; debajo de cierta constante solar que podría no ser posible. También en escalas temporales de más de cien millones de años, la emisión volcánica depende de la tectónica de placas y posiblemente de los océanos líquidos que ayudan a lubricar las rocas subducidas. Con una órbita más cercana / más cálida, el clima podría no recuperarse si las temperaturas alguna vez aumentaran lo suficiente como para evaporar los océanos y terminar el ciclo hidrológico. Ese es probablemente el destino de la Tierra en los próximos mil millones de años, a medida que la luminosidad solar continúa aumentando.

Suponga incorrectamente que el clima se debe solo a la radiación solar recibida. Nuestra órbita tiene una variación radial de aproximadamente el 3%. Eso es lo que produce nuestro clima básico. Entonces, si el radio es mayor o menor que esa variación, el clima ya no será el mismo. Congelar o freír.