Większość naukowców przewiduje, że za około miliard lat stale rosnące promieniowanie słoneczne wypali Ziemię, nie nadając się do zamieszkania. Grupa naukowców z Caltech badała mechanizm, który sprawiłby, że każda planeta z żywymi organizmami mogłaby zamieszkać dłużej niż pierwotnie sądzono, być może podwojając długość życia. To brzmi jak dobra wiadomość dla przyszłych mieszkańców Ziemi, ale także ten mechanizm może zwiększyć szansę, że życie gdzie indziej we Wszechświecie może mieć czas na przejście do zaawansowanych poziomów.
Naukowcy twierdzą, że ciśnienie atmosferyczne jest naturalnym regulatorem klimatu dla planety lądowej z biosferą. Obecnie iw przeszłości Ziemia utrzymywała temperaturę powierzchni dzięki efektowi cieplarnianemu. 1 miliard lat temu w atmosferze było więcej CO2 i innych gazów cieplarnianych, co było dobrą rzeczą. W przeciwnym razie Ziemia mogłaby być zamrożoną kostką lodu. Ale wraz ze wzrostem jasności i ciepła Słońca w miarę starzenia się, Ziemia naturalnie poradziła sobie z tym, zmniejszając ilość gazów cieplarnianych w atmosferze, zmniejszając w ten sposób efekt ocieplenia i czyniąc powierzchnię planety wygodną do zamieszkania.
Jednak w przeciwieństwie do tego, co twierdzi większość naukowców, profesor Caltech Joseph L. Kirschvink twierdzi, że Ziemia może zbliżać się do punktu, w którym nie ma wystarczającej ilości dwutlenku węgla, aby uregulować temperaturę przy użyciu tej samej procedury. Ale nie obawiaj się, istnieje inny mechanizm, który może działać jeszcze lepiej, aby regulować temperatury na Ziemi, zapewniając naszej domowej planecie komfort życia nawet dłużej niż ktokolwiek przewidział.
W swoim artykule Kirschvink i jego współpracownicy profesor Caltech Yuk L. Yung oraz doktoranci King-Fai Li i Kaveh Pahlevan pokazują, że ciśnienie atmosferyczne jest czynnikiem regulującym globalną temperaturę poprzez poszerzenie linii absorpcji podczerwieni gazów cieplarnianych. Ich model sugeruje, że po prostu zmniejszając ciśnienie atmosferyczne, żywotność biosfery może zostać przedłużona o co najmniej 2,3 miliarda lat w przyszłości, ponad dwukrotnie więcej niż poprzednie szacunki.
Badacze wykorzystują „ogólną” analogię do wyjaśnienia mechanizmu. W przypadku gazów cieplarnianych dwutlenek węgla byłby reprezentowany przez włókna bawełny tworzące koc. „Splot bawełny może mieć otwory, które pozwalają na wyciek ciepła”, wyjaśnia Li, główny autor artykułu.
„Rozmiar otworów jest kontrolowany przez nacisk”, mówi Yung. „Ściśnij koc”, zwiększając ciśnienie atmosferyczne, „a otwory stają się mniejsze, więc może wydostać się mniej ciepła. Przy mniejszym ciśnieniu dziury stają się większe, a więcej ciepła może uciec ”, mówi, pomagając planecie zrzucić dodatkowe ciepło generowane przez bardziej świecące słońce.
Rozwiązaniem jest znaczne zmniejszenie całkowitego ciśnienia w samej atmosferze poprzez usunięcie ogromnych ilości azotu cząsteczkowego, w dużej mierze niereaktywnego gazu, który stanowi około 78 procent atmosfery. To regulowałoby temperatury powierzchni i pozwalało dwutlenkowi węgla pozostawać w atmosferze, aby podtrzymywać życie.
Nie trzeba tego robić syntetycznie - wydaje się, że dzieje się to normalnie. Sama biosfera pobiera azot z powietrza, ponieważ azot jest włączany do komórek organizmów podczas ich wzrostu i jest z nimi zakopywany, gdy umierają.
W rzeczywistości „ta redukcja azotu jest czymś, co już może się zdarzać”, mówi Pahlevan, i miało to miejsce w historii Ziemi. Sugeruje to, że ciśnienie atmosferyczne na Ziemi może być teraz niższe niż w historii planety.
Dowód tej hipotezy może pochodzić od innych grup badawczych, które badają pęcherzyki gazu powstałe w starożytnych lawach w celu ustalenia ciśnienia atmosferycznego w przeszłości: maksymalny rozmiar tworzącego się pęcherza jest ograniczony przez ciśnienie atmosferyczne, przy wyższych ciśnieniach wytwarzających mniejsze pęcherzyki i nawzajem.
Jeśli to prawda, mechanizm mógłby również potencjalnie wystąpić na każdej planecie pozasłonecznej z atmosferą i biosferą.
„Mamy nadzieję, że w przyszłości nie tylko wykrywamy planety podobne do Ziemi wokół innych gwiazd, ale również dowiemy się czegoś o ich atmosferze i ciśnieniach otoczenia” - mówi Pahlevan. „A jeśli okaże się, że starsze planety mają cieńszą atmosferę, byłoby to oznaką pewnej uniwersalności tego procesu”.
Naukowcy mają nadzieję, że atmosfery egzoplanet można badać, aby sprawdzić, czy dzieje się to na innych światach.
A jeśli czas życia na naszej planecie może być dłuższy, może to mieć wpływ na znalezienie inteligentnego życia w innym miejscu we Wszechświecie.
„Stworzenie życia na naszej planecie nie zajęło dużo czasu, ale rozwinięcie zaawansowanego życia zajęło bardzo dużo czasu”, mówi Yung. Na Ziemi proces ten trwał cztery miliardy lat. „Dodanie dodatkowych miliardów lat daje nam więcej czasu na rozwój i więcej czasu na spotkanie z zaawansowanymi cywilizacjami, których istnienie może zostać przedłużone przez ten mechanizm. To daje nam szansę na spotkanie. ”
Źródła: papier, ciśnienie atmosferyczne jako naturalny regulator klimatu dla planety lądowej z biosferą, Caltech
