september 27, 2022

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Jordens beboelighet i dag skyldes i utgangspunktet flaks, viser millioner av simuleringer

Jordens beboelighet i dag skyldes i utgangspunktet flaks, viser millioner av simuleringer

Tok evolusjon 3 eller 4 milliarder år å produsere Homo sapiens. Hvis klimaet hadde sviktet helt en gang på den tiden, ville evolusjonen ha stoppet, og vi ville ikke vært her nå. Så for å forstå hvordan vi ble til på planeten Jorden, må vi vite hvordan Jorden klarte å holde seg i form i livet i flere milliarder år.

Dette er ikke noe trivielt problem. Dagens globale oppvarming viser oss at klimaet kan endres betydelig i løpet av noen få århundrer. På geologiske tidsskalaer er det enda enklere å endre klimaet.

Beregninger viser at det er en sjanse for at jordens klima vil forverres ved temperaturer under frysepunktet eller over koking på bare noen få millioner år.

Vi vet også at solen har blitt 30 prosent lysere siden livet først utviklet seg. I teorien burde dette ha fått havene til å fordampe nå, siden de ikke var det som oftest frossen på den tidlige jorden – dette er kjent som «Paradoks for den unge svake solenLikevel ble dette levedyktighetspuslespillet på en eller annen måte løst.

Forskere har foreslått to hovedteorier. Den første er at Jorden kan ha noe som en termostat, en tilbakemeldingsmekanisme (eller mekanismer) som forhindrer at klimaet når dødelige temperaturer.

Det andre er at av et stort antall planeter, kanskje noen få lykkes, og Jorden er en av dem. Dette andre scenariet er gjort mer sannsynlig av oppdagelsene i de siste tiårene av mange planeter utenfor solsystemet vårt, den såkalte eksoplaneter.

Astronomiske observasjoner av fjerne stjerner forteller oss at mange har planeter som kretser rundt dem, og at noen har en slik størrelse, tetthet og baneavstand at temperaturer som er egnet for livet er teoretisk mulig. Det er anslått at det er minst 2 milliarder av disse kandidatplanetene bare i vår galakse.

READ  Los Palmeras overrasket med deres nye versjon av «Mi medicine» med Carlos Baute

Forskere vil gjerne reise til disse eksoplanetene for å undersøke om noen av dem har tilsvart Jordens 1 milliard år med klimastabilitet. Men selv de nærmeste eksoplanetene, de som kretser rundt stjernen Proxima Centauri, er mer enn fire lysår fjernt. Observasjons- eller eksperimentell bevis er vanskelig å få tak i.

I stedet utforsket jeg det samme spørsmålet gjennom modellering. Ved å bruke et dataprogram designet for å simulere utviklingen av været på planeter generelt (ikke bare på jorden), først genererte 100.000 planeter, hver med et tilfeldig annet sett med tilbakemeldinger om været. Klimatilbakemeldinger er prosesser som kan forsterke eller redusere Klima forandringer – Ta for eksempel smelting av havis i Arktis, som erstatter is som reflekterer sollys med et åpent hav som absorberer sollys, som igjen forårsaker mer oppvarming og mer smelting.

For å undersøke hvor sannsynlig hver av disse forskjellige planetene var å være beboelig på enorme (geologiske) tidsskalaer, simulerte jeg hver 100 gang. Hver gang startet planeten fra en annen starttemperatur og ble utsatt for et tilfeldig annet sett med værhendelser.

Disse hendelsene representerer faktorer som endrer klimaet som supervulkan utslett (som Mount Pinatubo men mye større) og asteroide påvirkninger (som den som drepte dinosaurer). I hvert av de 100 løpene ble planetens temperatur sporet til den ble for varm eller for kald, eller hvis den hadde overlevd i 3 milliarder år, på hvilket tidspunkt den ble ansett å ha vært en mulig smeltedigel av intelligent liv.

Simuleringsresultatene gir et definitivt svar på dette beboelsesproblemet, i det minste når det gjelder viktigheten av tilbakemelding og flaks. Det var veldig sjelden (faktisk bare en gang i 100.000) at en planet hadde så sterk stabiliserende tilbakemelding at den forble beboelig 100 ganger, uavhengig av tilfeldige værhendelser.

READ  Vitenskaper. James Webb-romteleskopet klart for start

Faktisk gjorde de fleste planeter som var beboelige minst en gang det mindre enn ti ganger av 100. Ved nesten alle anledninger i simuleringen, da en planet forble beboelig i 3 milliarder år, var det delvis på grunn av flaks.

1000 forskjellige planeter ble tilfeldig generert og kjørte to ganger. De grønne sirkler viser beboelighet i 3 milliarder år. (Toby Tyrrell)

Samtidig viste flaks alene seg ikke tilstrekkelig. Planeter som var spesielt designet for å ikke ha noen tilbakemelding i det hele tatt, forble aldri beboelige; Tilfeldige turer, herjet av værhendelser, holdt aldri løpet.

Dette samlede resultatet, som resultatene avhenger dels av reaksjoner og dels av flaks, er solid. Alle slags modelleringsendringer påvirket det ikke. Derfor må jorden ha noen stabiliserende tilbakemeldinger fra klimaet, men samtidig lykke til det må også ha vært involvert i å forbli beboelig.

Hvis for eksempel en asteroide eller en solbluss hadde vært litt større enn den var, eller hadde skjedd på en litt annen (mer kritisk) tid, ville vi sannsynligvis ikke være her på jorden i dag.

Det gir et annet perspektiv på hvorfor vi kan se tilbake på den bemerkelsesverdige, enormt utvidede livshistorien som utvikler seg, diversifiserer og blir stadig mer kompleks til det punktet hvor den fødte oss. Samtalen

Toby Tyrrell, Professor i jordens systemvitenskap, University of Southampton.

Denne artikkelen er publisert på nytt fra Samtalen under en Creative Commons-lisens. Les Original artikkel.