زمین میلیاردها سال قابل سکونت بوده است - دقیقاً چقدر خوش شانس بودیم؟

زمین میلیاردها سال قابل سکونت بوده است - دقیقاً چقدر خوش شانس بودیم؟ xtock / shutterstock

تکامل لازم بود 3 یا 4 میلیارد سال برای تولید Homo sapiens. اگر در آن زمان فقط یک بار آب و هوا کاملاً خراب شده بود ، روند تکاملی متوقف می شد و ما اکنون اینجا نبودیم. بنابراین برای درک چگونگی وجود ما در سیاره زمین ، باید بدانیم که چگونه زمین توانست میلیاردها سال برای زندگی مناسب بماند.

این یک مشکل پیش پا افتاده نیست. گرم شدن کره زمین فعلی به ما نشان می دهد که طی چند قرن حتی می توان به طور قابل ملاحظه ای آب و هوا تغییر کرد. در مقیاس های زمانی زمین شناسی ، تغییر آب و هوا حتی راحت تر است. محاسبات نشان می دهد فقط در چند میلیون سال احتمال خراب شدن آب و هوای زمین تا دمای کمتر از انجماد یا بالاتر از جوش وجود دارد.

ما همچنین می دانیم که خورشید از زمان تکامل حیات 30 درصد درخشان تر شده است. از نظر تئوری ، با توجه به نبودن اقیانوس ها ، این باید تاکنون جوشانده می شد عموما منجمد در زمین اولیه - این به عنوان "پارادوکس خورشید جوان ضعیف است" با این حال ، به نوعی ، این معمای قابل سکونت حل شد.

دانشمندان به دو نظریه اصلی رسیده اند. اولین مورد این است که زمین می تواند چیزی مانند ترموستات داشته باشد - یک مکانیسم بازخورد (یا مکانیزم) که از سرگردانی آب و هوا تا دماهای مرگبار جلوگیری می کند.

مورد دوم اینکه ، از تعداد زیادی سیاره ، شاید بعضی ها فقط با شانس موفق به این کار شده اند و زمین یکی از این سیارات است. این سناریوی دوم با کشفیات دهه های اخیر بسیاری از سیارات خارج از منظومه شمسی - به اصطلاح exoplanets. مشاهدات نجومی از ستاره های دور به ما می گوید که بسیاری از آنها سیاره هایی دارند که به دور آنها می چرخند و برخی از آنها دارای اندازه و چگالی و فاصله مداری هستند به طوری که دماهای مناسب برای زندگی از نظر تئوری امکان پذیر است. تخمین زده شده است که حداقل وجود دارد 2 میلیارد چنین سیاره نامزد در کهکشان ما به تنهایی

زمین میلیاردها سال قابل سکونت بوده است - دقیقاً چقدر خوش شانس بودیم؟ بسیاری از سیارات فراخورشیدی وجود دارد ... اما چه تعداد از آنها دارای آب و هوای پایدار هستند؟ جوریک پیتر / شاتر استوک

دانشمندان دوست دارند به این سیارات فراخورشیدی سفر کنند و بررسی کنند که آیا هیچ یک از آنها با میلیارد سال ثبات آب و هوا مطابقت داشته اند یا خیر. اما حتی نزدیکترین سیارات فراخورشیدی ، آنهایی که به دور ستاره می چرخند پروکسیما کنتاوری، بیش از چهار سال نوری با ما فاصله دارند. به دست آوردن شواهد مشاهده یا تجربی به سختی قابل انجام است.


 آخرین مطالب را از InnerSelf دریافت کنید


در عوض ، من همین سوال را از طریق مدل سازی بررسی کردم. ابتدا با استفاده از یک برنامه رایانه ای طراحی شده برای شبیه سازی تکامل آب و هوا در سیارات (نه فقط زمین) تولید 100,000 سیاره، هرکدام دارای مجموعه ای متفاوت از بازخورد آب و هوا هستند. بازخورد آب و هوا فرایندهایی است که می تواند تغییرات آب و هوایی را تقویت یا کاهش دهد - به عنوان مثال ذوب شدن یخ دریا در قطب شمال را در نظر بگیرید ، که یخ منعکس کننده نور خورشید را با دریای آزاد جذب نور خورشید جایگزین می کند ، که باعث گرم شدن بیشتر و ذوب شدن بیشتر می شود.

به منظور بررسی اینکه هر یک از این سیارات متنوع در مقیاس زمانی بسیار زیاد (زمین شناسی) قابل سکونت هستند ، من هر کدام را 100 بار شبیه سازی کردم. هر بار که سیاره از دمای اولیه متفاوتی شروع می شود و در معرض مجموعه ای متفاوت از حوادث آب و هوایی قرار می گیرد. این وقایع نمایانگر عوامل تغییر دهنده آب و هوا مانند فوران ابر آتشفشان هستند (مانند کوه پیناتوبو برخورد سیارک ها (بسیار بزرگتر) و سیارک ها (مانند آنچه که باعث مرگ دایناسورها شد). در هر یک از 100 دویدن ، دمای این سیاره ردیابی می شد تا اینکه خیلی گرم یا خیلی سرد شود وگرنه 3 میلیارد سال زنده مانده بود ، در آن زمان تصور می شد که این یک بوته مهم برای زندگی هوشمند است.

زمین میلیاردها سال قابل سکونت بوده است - دقیقاً چقدر خوش شانس بودیم؟ تغییر شرایط آب و هوایی: فوران کوه پیناتوبو در فیلیپین در سال 1991 آنقدر خاکستر را در جو منفجر کرد که دمای کره زمین به طور موقت 0.6 درجه سانتیگراد کاهش یافت. SRA Blaze Lipowski / پیکریل

نتایج شبیه سازی ، حداقل از نظر اهمیت بازخورد و شانس ، پاسخ قطعی به این مشکل زیست پذیری می دهد. بسیار نادر بود (در حقیقت ، فقط یک بار از 100,000) یک سیاره دارای بازخورد پایدار کننده ای آنقدر قوی بود که صرف نظر از وقایع تصادفی آب و هوایی ، 100 بار قابل سکونت باشد. در حقیقت ، بیشتر سیاره هایی که حداقل یک بار قابل سکونت بودند ، از 100 مورد کمتر از ده بار این کار را انجام دادند. تقریباً در هر شبیه سازی که یک سیاره برای 3 میلیارد سال قابل سکونت باقی ماند ، تا حدی خوش شانس بود. در همان زمان ، شانس به خودی خود ناکافی نشان داده شد. سیاره هایی که به طور خاص بدون هیچ گونه بازخورد طراحی شده اند ، هرگز قابل سکونت نبودند. پیاده روی های تصادفی ، که توسط حوادث آب و هوایی گنجانده شده ، هرگز دوره را طی نکردند.

زمین میلیاردها سال قابل سکونت بوده است - دقیقاً چقدر خوش شانس بودیم؟ تکرار دویدن در شبیه سازی یکسان نبود: 1,000 سیاره مختلف به طور تصادفی تولید شده و هر کدام دو بار اجرا می شوند. (الف) نتایج در اجرای اول ، (ب) نتایج در اجرای دوم. محافل سبز موفقیت (3 میلیارد سال قابل سکونت باقی مانده) و شکست سیاه را نشان می دهد. توبی تیرل, نویسنده ارائه

این نتیجه کلی ، که نتایج تا حدی به بازخورد و بخشی به شانس بستگی دارد ، قوی است. انواع تغییرات در مدل سازی تأثیری در آن نداشته است. از نظر مفهوم ، زمین باید دارای برخی بازخورد های تثبیت کننده آب و هوا باشد اما همزمان خوش شانسی همچنین باید در مسکونی ماندن نقش داشته باشد. به عنوان مثال ، اگر یک سیارک یا انفجار خورشیدی کمی بزرگتر از آنچه بود بود ، یا در زمان کمی متفاوت (بحرانی تر) رخ داده بود ، ما احتمالاً امروز اینجا روی زمین نبودیم. این یک دیدگاه متفاوت در مورد اینکه چرا ما می توانیم به تاریخ قابل توجه ، بسیار گسترده و گسترده زندگی زمین در حال تکامل و تنوع و پیچیده تر شدن نگاه کنیم ، تا حدی که باعث ایجاد ما شده است.گفتگو

پروفسور توبی تیرل درباره تحقیقات خود بحث می کند.

درباره نویسنده

توبی تیرل ، استاد علوم سیستم زمین ، دانشگاه ساتمتون

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.


توصیه می شود کتاب:

حیات وحش یلوستون در حال گذار

حیات وحش یلوستون در حال گذاربیش از سی کارشناس تشخیص نشانه های نگران کننده از یک سیستم تحت فشار است. آنها سه عامل برجسته تنزل را شناسایی می کنند: گونه های مهاجم، توسعه بخش خصوصی در زمین های محافظت نشده و آب و هوای گرم. توصیه های نهایی آنها بحث بحث قرن بیست و یکم را درباره چگونگی مقابله با این چالش ها نه تنها در پارک های آمریکا بلکه در مورد مناطق حفاظت شده در سراسر جهان شکل می دهد. بسیار قابل خواندن و به طور کامل نشان داده شده است.

برای اطلاعات بیشتر و یا سفارش "حیات وحش یلوستون در گذار" در آمازون.

زلزله انرژی: تغییرات اقلیمی و سیاست چربی

زلزله انرژی: تغییرات اقلیمی و سیاست چربیتوسط ایان رابرتز به شدت به داستان انرژی در جامعه می گوید و چاقی را در کنار تغییرات آب و هوایی قرار می دهد، به عنوان تظاهراتی از همان بدبختی سیاراتی اساسی. این کتاب هیجان انگیز استدلال می کند که پالس انرژی سوخت فسیلی نه تنها روند تغییرات آب و هوایی فاجعهبار را آغاز کرد بلکه توزیع وزن به طور متوسط ​​در بین مردم را نیز افزایش داد. برای خواننده مجموعه ای از استراتژی های شخصی و سیاسی غیر کربن سازی ارائه می دهد و برای خواننده آن را ارزیابی می کند.

برای اطلاعات بیشتر و یا سفارش "انرژی پرش" در آمازون.

و زمان آخرین پایه: تلاش تد ترنر برای نجات سیاره مشکل

و زمان آخرین پایه: تلاش تد ترنر برای نجات سیاره مشکلتوسط Todd ویلکینسون و تد ترنر. کارآفرین و رسانه مغول تد ترنر خواستار گرم شدن کره زمین تهدید وخیم ترین پیش روی بشریت و می گوید که غولهای از آینده خواهد شد در توسعه سبز، انرژی های تجدید پذیر جایگزین ضرب. از طریق چشم تد ترنر، ما یکی دیگر از راه فکر کردن در مورد محیط زیست، تعهدات ما برای کمک به دیگران در نیاز و چالش های بزرگ، تهدید بقای تمدن در نظر بگیرند.

برای اطلاعات بیشتر و یا به سفارش "و زمان آخرین پایه: تد ترنر تلاش ..." در آمازون است.


شما همچنین دوست خواهید

زبانهای در دسترس

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

به دنبال InnerSelf در

فیس بوک، آیکونتوییتر آیکونrss-icon

 دریافت آخرین با ایمیل

{emailcloak = خاموش}

روزمره

کلید با قطب نما ، سکه و نقشه جهان قدیم
الهام روزانه: 25 فوریه 2021
ما باید بدانیم که واقعاً چه می خواهیم ، چه آگاهانه و چه ناآگاهانه. سهام بسیار بالا است و ما کلید را نگه می داریم.
توله سگ در حال لمس بینی با سگ دیگری است
الهام روزانه: 24 فوریه 2021
عصبانیت یک احساس انسانی است و همه ما در برخی موارد عصبانیت را تجربه کرده ایم. اما خشم دو نوع است ...
زنی که در یک مزرعه گل ایستاده و دستهایش به سمت خورشید کشیده شده است
الهام روزانه: 23 فوریه 2020
بسیاری از ما فکر کردن در مورد مدیتیشن را چیزی سخت گیرانه یا جدی می دانیم ... قطعاً کاری نیست که بخواهیم برای سرگرمی انجام دهیم