A Föld évmilliárdokig lakható volt - pontosan mennyire volt szerencsénk? xtock / shutterstock

Ehhez evolúció kellett 3 vagy 4 milliárd év termelni Homo sapiens. Ha az éghajlat ebben az időben csak egyszer teljes kudarcot vallott volna, akkor az evolúció összeomlott volna, és nem lennénk itt. Tehát ahhoz, hogy megértsük, hogyan jöttünk létre a Föld bolygón, tudnunk kell, hogyan sikerült a Földnek évmilliókig életképesnek maradnia.

Ez nem jelentéktelen probléma. A jelenlegi globális felmelegedés megmutatja, hogy az éghajlat akár néhány évszázad alatt is jelentősen megváltozhat. A geológiai határidőkön túl még könnyebb megváltoztatni az éghajlatot. A számítások azt mutatják, hogy a Föld éghajlata néhány millió év alatt fagypont alatti vagy forráspont feletti hőmérsékletre romolhat.

Azt is tudjuk, hogy a Nap 30% -kal fényesebb lett, mióta az élet először kialakult. Elméletileg ennek mára az óceánokat ki kellett forrnia, tekintve, hogy nem voltak azok általában megdermedt a korai Földön - ez az úgynevezett „halvány fiatal Nap-paradoxon”. Valahogy mégis megoldódott ez a lakhatási rejtvény.

A tudósok két fő elmélettel álltak elő. Az első az, hogy a Föld valami termosztáttal rendelkezik - visszacsatolási mechanizmus (vagy mechanizmusok), amely megakadályozza, hogy az éghajlat mindig végzetes hőmérsékletre tévedjen.

A második az, hogy a nagyszámú bolygó közül talán néhányan csak a szerencsével jutnak át, és a Föld is ezek közé tartozik. Ezt a második forgatókönyvet hihetőbbé teszik a naprendszerünkön kívüli sok bolygó elmúlt évtizedek felfedezései - ún. exobolygók. A távoli csillagok csillagászati ​​megfigyelései azt mondják, hogy sok bolygó kering körülöttük, és vannak olyan méretűek és sűrűségűek, valamint olyan pályatávolságúak, hogy elméletileg lehetséges az életre alkalmas hőmérséklet. Becslések szerint vannak legalább 2 milliárd ilyen bolygójelölt egyedül a galaxisunkban.


belső feliratkozási grafika


A Föld évmilliárdokig lakható volt - pontosan mennyire volt szerencsénk? Sok exobolygó létezik ... de hánynak van stabil éghajlata? Jurik Peter / redőny

A tudósok szívesen elutaznának ezekre az exobolygókra, hogy megvizsgálják, megfelel-e valamelyikük a Föld milliárd éves éghajlati stabilitásának. De még a legközelebbi exobolygók is, a csillag körül keringők Proxima Centauri, több mint négy fényévnyire vannak. Megfigyelési vagy kísérleti bizonyítékokat nehéz beszerezni.

Ehelyett modellezéssel fedeztem fel ugyanezt a kérdést. Az éghajlati evolúció szimulációjára tervezett számítógépes program segítségével általában a bolygókon (nem csak a Földön) először is 100,000 XNUMX bolygót generált, mindegyik véletlenszerűen eltérő klímacsatolással rendelkezik. Az éghajlati visszajelzések olyan folyamatok, amelyek felerősíthetik vagy csökkenthetik az éghajlatváltozást - gondoljunk például az Északi-sarkvidéken elolvadó tengeri-jégre, amely a napfényt visszatükröző jeget lecseréli a napfényt elnyelő nyílt tengerre, ami viszont több felmelegedést és olvadást okoz.

Annak érdekében, hogy megvizsgáljam, mennyire valószínű, hogy ezek a különféle bolygók lakhatóak maradnak hatalmas (geológiai) időintervallumok alatt, mindegyiket százszor szimuláltam. Minden alkalommal, amikor a bolygó más kezdeti hőmérsékletről indult, és véletlenszerűen eltérő klímaváltozásnak volt kitéve. Ezek az események olyan klímaváltozó tényezőket képviselnek, mint a szupervulkánkitörések (mint pl Pinatubo-hegy de sokkal sokkal nagyobb) és aszteroida hatások (mint például a dinoszauruszok megölése). A 100 futás mindegyikén a bolygó hőmérsékletét addig követték, amíg túl meleg vagy túl hideg lett, vagy 3 milliárd évig fennmaradt, ekkor tekintették az intelligens élet lehetséges tégelyének.

A Föld évmilliárdokig lakható volt - pontosan mennyire volt szerencsénk? Climate-altering: the 1991 eruption of Mount Pinatubo in the Philippines blasted so much ash into the atmosphere that global temperatures temporarily dropped by 0.6?C. SRA Blaze Lipowski / pikril

A szimulációs eredmények határozott választ adnak erre a lakhatási problémára, legalábbis a visszajelzések és a szerencse fontosságát tekintve. Nagyon ritka volt (valójában csak egyszer a 100,000 100-ből), hogy egy bolygónak olyan erős stabilizáló visszajelzései voltak, hogy mind a százszor lakható maradt, függetlenül a véletlenszerű éghajlati eseményektől. Valójában a legtöbb olyan bolygó, amely legalább egyszer lakható maradt, a 100-ból kevesebb, mint tízszeres volt. A szimuláció szinte minden alkalmával, amikor egy bolygó 3 milliárd évig lakható maradt, ez részben a szerencsének köszönhető. Ugyanakkor a szerencse önmagában elégtelennek bizonyult. Azok a bolygók, amelyeket kifejezetten úgy terveztek, hogy egyáltalán ne legyenek visszajelzések, soha nem maradtak lakhatóak; véletlenszerű séták, amelyeket az éghajlati események körbejártak, soha nem tartottak.

A Föld évmilliárdokig lakható volt - pontosan mennyire volt szerencsénk? A szimuláció ismételt futtatásai nem voltak azonosak: 1,000 különböző bolygót generáltak véletlenszerűen, és mindegyik kétszer futott. a) az első menet eredményei, (b) a második menet eredményei. A zöld körök mutatják a sikert (3 milliárd évig lakhatóak voltak) és a fekete kudarcot. Toby Tyrrell, Szerző biztosított

Ez az általános eredmény, amely részben a visszajelzésektől, részben a szerencsétől függ, szilárd. A modellezés mindenféle változása nem befolyásolta. Értelemszerűen a Földnek tehát rendelkeznie kell néhány éghajlatstabilizáló visszajelzéssel, ugyanakkor szerencse részt kell vennie abban is, hogy lakható maradjon. Ha például egy aszteroida vagy napkitörés valamivel nagyobb lett volna, mint volt, vagy valamivel más (kritikusabb) időpontban következett be, akkor valószínűleg ma nem lennénk itt a Földön. Más perspektívát ad arról, hogy miért tudunk visszatekinteni a Föld figyelemre méltó, hatalmas kiterjedésű, az élet történetére, amely fejlődik és diverzifikálódik, és egyre összetettebbé válik addig a pontig, hogy ez nekünk adott okot.A beszélgetés

Toby Tyrrell professzor tárgyalja kutatásait.

{vembed Y = K7hCh6v7HNs}

A szerzőről

Toby Tyrrell, a földrendszertan professzora, Southamptoni Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

szünet

Kapcsolódó könyvek:

A választott jövő: az éghajlati válság túlélése

írta: Christiana Figueres és Tom Rivett-Carnac

A szerzők, akik kulcsszerepet játszottak az éghajlatváltozásról szóló párizsi megállapodásban, betekintést és stratégiákat kínálnak az éghajlati válság kezelésére, beleértve az egyéni és kollektív fellépést.

Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez

A lakhatatlan föld: élet a felmelegedés után

írta David Wallace-Wells

Ez a könyv feltárja az ellenőrizetlen éghajlatváltozás lehetséges következményeit, beleértve a tömeges kihalást, az élelmiszer- és vízhiányt, valamint a politikai instabilitást.

Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez

A Jövő Minisztériuma: regény

írta: Kim Stanley Robinson

Ez a regény egy közeljövő világát képzeli el, amely az éghajlatváltozás hatásaival küszködik, és víziót kínál arra vonatkozóan, hogyan változhat a társadalom a válság kezelésére.

Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez

Fehér ég alatt: A jövő természete

Írta: Kolbert Elizabeth

A szerző feltárja az emberiség természeti világra gyakorolt ​​hatását, beleértve az éghajlatváltozást, valamint a környezeti kihívások kezelésére szolgáló technológiai megoldások lehetőségét.

Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez

Lehívás: A globális felmelegedés visszafordítására valaha javasolt legátfogóbb terv

szerkesztette Paul Hawken

Ez a könyv átfogó tervet mutat be az éghajlatváltozás kezelésére, beleértve a megoldásokat számos ágazatból, mint például az energia, a mezőgazdaság és a közlekedés.

Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez