xtock / shutterstock
Потрібна була еволюція 3 або 4 мільярди років для виробництва Homo sapiens. Якби клімат за один раз повністю провалився лише раз, тоді еволюція зупинилася б, і нас би тут не було зараз. Отже, щоб зрозуміти, як ми існували на планеті Земля, нам потрібно знати, як Землі вдалося підтримувати життєздатність протягом мільярдів років.
Це не тривіальна проблема. Поточне глобальне потепління показує нам, що клімат може значно змінитися протягом декількох століть. За геологічні терміни змінити клімат ще простіше. Розрахунки показують, що лише за кілька мільйонів років клімат Землі може погіршитися до температури нижче нуля або вище температури кипіння.
Ми також знаємо, що Сонце стало на 30% яскравішим з моменту першого розвитку. Теоретично це мало б спричинити закипання океанів, враховуючи, що вони не були в цілому замерзли на ранній Землі - це відоме як “слабкий парадокс молодого сонця". І все-таки ця головоломка проживання була вирішена.
Вчені висунули дві основні теорії. Перший полягає в тому, що Земля могла мати щось на зразок термостата - механізму зворотного зв’язку (або механізмів), який запобігає колись клімату колись блукати до фатальних температур.
Другий полягає в тому, що з великої кількості планет, можливо, деякі просто пробиваються завдяки удачі, і Земля є однією з них. Цей другий сценарій стає більш правдоподібним завдяки відкриттям за останні десятиліття багатьох планет поза нашою Сонячною системою - так званих екзопланет. Астрономічні спостереження за віддаленими зірками говорять нам, що багато хто має планети, які обертаються навколо них, і що деякі мають розмір і щільність та орбітальну відстань, такі що теоретично можливі температури, придатні для життя. Було підраховано, що їх є щонайменше 2 мільярди таких планет-кандидатів лише в нашій галактиці.
Екзопланет багато ... але скільки мають стабільний клімат? Юрик Петро / затвор
Вчені хотіли б поїхати на ці екзопланети, щоб дослідити, чи відповідала якась із них мільярдному рівню кліматичної стабільності Землі. Але навіть найближчі екзопланети, ті, що обертаються навколо зірки Проксима Кентавра, є більше чотирьох світлових років. Важко отримати спостережливі або експериментальні докази.
Натомість я досліджував те саме питання за допомогою моделювання. Використовуючи комп’ютерну програму, призначену для імітації еволюції клімату на планетах загалом (не лише на Землі), я спочатку генерував 100,000 XNUMX планет, кожен із випадково різним набором кліматичних відгуків. Відгуки про клімат - це процеси, які можуть посилити або зменшити зміну клімату - наприклад, наприклад, танення морського льоду в Арктиці, яке замінює лід, що відбиває сонячне світло, поглинаючим сонячне світло відкритим морем, що, в свою чергу, спричиняє більше потепління та танення.
Для того, щоб дослідити, наскільки ймовірно, що кожна з цих різноманітних планет може залишатися придатною для життя протягом величезних (геологічних) масштабів, я змоделював кожну із них 100 разів. Кожного разу, коли планета стартувала з різної початкової температури і піддавалася випадково різному набору кліматичних подій. Ці події представляють фактори, що змінюють клімат, такі як виверження супервулканів (наприклад Гора Пінатубо але набагато більший) та удари астероїдів (як той, що вбив динозаврів). На кожному із 100 пробігів температуру планети відстежували до тих пір, поки вона не стала занадто спекотною або занадто холодною, або ж вижила протягом 3 мільярдів років, і тоді її вважали можливим тиглем для розумного життя.
Зміна клімату: виверження у 1991 році гори Пінатубо на Філіппінах викинуло стільки попелу в атмосферу, що глобальна температура тимчасово знизилася на 0.6 ° С. SRA Blaze Lipowski / пікрил
Результати моделювання дають чітку відповідь на цю проблему проживання, принаймні з точки зору важливості відгуків та удачі. Дуже рідко (насправді, лише один раз із 100,000 100), коли на планеті були такі сильні стабілізуючі зворотні зв’язки, що вона залишалася придатною для життя всі 100 разів, незалежно від випадкових кліматичних подій. Насправді більшість планет, які залишалися придатними для життя хоча б один раз, робили це менше десяти разів із 3. Майже в кожному випадку під час моделювання, коли планета залишалася придатною для життя протягом XNUMX мільярдів років, це частково було до удачі. У той же час удача сама по собі виявилася недостатньою. Планети, які були спеціально розроблені, щоб взагалі не мати зворотних зв’язків, ніколи не залишалися придатними для життя; випадкові прогулянки, побиті кліматичними подіями, ніколи не тривали курсу.
Повторні прогони в моделюванні не були однаковими: 1,000 різних планет було генеровано випадковим чином, і кожен пробіг двічі. (а) результати у першому запуску, (b) результати у другому запуску. Зелені кола демонструють успіх (залишався придатним для життя протягом 3 мільярдів років) та чорну невдачу. Тобі Тіррелл, Автор надано
Цей загальний результат, що результати частково залежать від зворотних зв’язків, а частково від удачі, є надійним. Всілякі зміни в моделюванні на це не вплинули. Таким чином, Земля повинна мати деякі відгуки, що стабілізують клімат, але в той же час удача повинен також брати участь у цьому, залишаючись придатним для життя. Наприклад, якби астероїд чи сонячна спалах були трохи більшими, ніж були, або сталися в дещо інший (більш критичний) час, ми, мабуть, не були б тут сьогодні на Землі. Це дає інший погляд на те, чому ми можемо озирнутися на надзвичайну, надзвичайно розширену історію Землі, яка розвивається, урізноманітнюється і стає все більш складною до тієї міри, що нас породила.
Професор Тобі Тиррелл обговорює свої дослідження.
про автора
Тобі Тиррелл, професор кафедри наук про Землю, Університет Саутгемптона
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Суміжні книги
Нежила земля: життя після потепління Kindle Edition
Девід Уоллес-Уеллс
Це гірше, набагато гірше, ніж ти думаєш. Якщо у вашій тривозі з приводу глобального потепління переважають побоювання підвищення рівня моря, ви ледь не дряпаєте поверхню можливих страхів. У Каліфорнії дикі пожежі зараз лютують цілий рік, знищуючи тисячі будинків. По всьому США "500-рік" місяць за місяцем штурмує громади, а повені витісняють десятки мільйонів щорічно. Це лише попередній перегляд поданих змін. І вони швидко йдуть. Без революції в тому, як мільярди людей ведуть своє життя, частини Землі можуть стати близькими до нежитлових, а інші частини жахливо непривітними, як тільки в кінці цього століття. Доступний на Amazon
Кінець льоду: виявлення свідомості та пошук сенсу на шляху порушення клімату
автор: Dahr Jamail
Після майже десятиліття за кордоном як репортер війни, відомий журналіст Дах Джамайл повернувся до Америки, щоб відновити свою пристрасть до альпінізму, лише виявивши, що схили, на які він колись піднімався, були безповоротно змінені кліматичними порушеннями. У відповідь Джамайл вирушає на географічні передні лінії цієї кризи - від Аляски до Великого бар’єрного рифу Австралії, через тропічний ліс Амазонії - з метою виявлення наслідків втрати льоду для природи та для людей. Доступний на Amazon
Наша Земля, Наші види, Наші Сельви: Як процвітати, створюючи стійкий світ
Еллен Моєр
Наш найменший ресурс - час. З рішучістю та діями ми можемо реалізовувати рішення, а не сидіти на узбіччі, зазнаючи шкідливого впливу. Ми заслуговуємо і можемо покращити здоров’я та чистіше навколишнє середовище, стабільний клімат, здорові екосистеми, стійке використання ресурсів та меншу потребу в контролі за шкодою. Ми маємо стільки набрати. Завдяки науці та розповідям "Наша Земля", "Наші види", "Наші Сельви" створюють надію, оптимізм та практичні рішення, які ми можемо приймати індивідуально та колективно, щоб озеленити наші технології, озеленити нашу економіку, зміцнити демократію та створити соціальну рівність. Доступний на Amazon
Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, і ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.
