xtock / shutterstock
Dit het evolusie geverg 3 of 4 miljard jaar te produseer Homo sapiens. As die klimaat net een keer in daardie tyd heeltemal misluk het, sou evolusie tot stilstand gekom het en sou ons nie nou hier wees nie. Om te verstaan hoe ons op die planeet Aarde bestaan, moet ons weet hoe die aarde miljarde jare fiks vir die lewe kon bly.
Dit is nie 'n onbenullige probleem nie. Die huidige aardverwarming toon ons dat die klimaat in die loop van selfs enkele eeue aansienlik kan verander. Oor geologiese tydskale is dit nog makliker om klimaat te verander. Berekeninge toon dat die potensiaal dat die aarde se klimaat binne enkele miljoen jaar kan verswak tot temperature onder vriespunt of bo kookpunt.
Ons weet ook dat die son 30% helderder geword het sedert die lewe eers ontwikkel het. In teorie moes dit die oseane nou al laat wegkook, aangesien dit nie so was nie algemeen gevries op die vroeë aarde - dit staan bekend as die “flou jong Son-paradoks”. Tog, op een of ander manier, is hierdie raaisel vir bewoonbaarheid opgelos.
Wetenskaplikes het met twee hoofteorieë vorendag gekom. Die eerste is dat die aarde iets soos 'n termostaat kan besit - 'n terugvoermeganisme (of meganismes) wat voorkom dat die klimaat ooit na noodlottige temperature dwaal.
Die tweede is dat, uit 'n groot aantal planete, sommige miskien net deur die geluk kom, en dat die aarde een daarvan is. Hierdie tweede scenario word meer aanneemlik gemaak deur die ontdekkings in die afgelope dekades van baie planete buite ons sonnestelsel - sg eksoplanete. Astronomiese waarnemings van verre sterre vertel ons dat baie planete het wat om hulle wentel, en dat sommige van die grootte en digtheid en baanafstand so is dat die temperatuur wat geskik is vir die lewe teoreties moontlik is. Daar word beraam dat daar ten minste 2 miljard sulke kandidaatplanete net in ons sterrestelsel.
Daar is baie eksoplanete ... maar hoeveel het 'n stabiele klimaat? Jurik Peter / shutterstock
Wetenskaplikes wil graag na hierdie eksoplanete reis om te ondersoek of een van hulle ooreenstem met die biljoen jaar van die Aarde se klimaatstabiliteit. Maar selfs die naaste eksoplanete, die wat om die ster wentel Proxima Centauri, is meer as vier ligjare weg. Waarnemings- of eksperimentele bewyse is moeilik verkrygbaar.
In plaas daarvan het ek dieselfde vraag deur middel van modellering ondersoek. Met behulp van 'n rekenaarprogram wat ontwerp is om klimaatsevolusie op planete in die algemeen (nie net die aarde nie) te simuleer, het ek eers gesê het 100,000 XNUMX planete gegenereer, elk met 'n lukraak verskillende stel klimaatfeedback. Klimaatterugvoer is prosesse wat klimaatsverandering kan versterk of verminder - dink byvoorbeeld aan die smelting van see-ys in die Noordpoolgebied, wat die son wat deur sonlig weerkaats vervang deur die oop see, wat weer meer opwarming en smelt veroorsaak.
Om te ondersoek hoe waarskynlik elkeen van hierdie verskillende planete bewoonbaar sou bly oor enorme (geologiese) tydskale, het ek elke 100 keer gesimuleer. Elke keer as die planeet begin het met 'n ander aanvangstemperatuur en blootgestel was aan 'n ewekansige stel klimaatsgebeurtenisse. Hierdie gebeure verteenwoordig klimaatsveranderende faktore soos supervulkaanuitbarstings (soos Berg Pinatubo maar baie baie groter) en asteroïde-impak (soos die een wat die dinosourusse doodgemaak het). Op elk van die 100 lopies is die temperatuur van die planeet opgespoor totdat dit te warm of te koud geword het of andersins 3 miljard jaar oorleef het, en dit word beskou as 'n moontlike smeltkroes vir 'n intelligente lewe.
Klimaatverandering: die 1991-uitbarsting van die berg Pinatubo in die Filippyne het soveel as in die atmosfeer geblaas dat globale temperature tydelik met 0.6?C gedaal het. SRA Blaze Lipowski / picryl
Die simulasie-resultate gee 'n definitiewe antwoord op hierdie bewoonbaarheidsprobleem, ten minste in terme van die belangrikheid van terugvoer en geluk. Dit was baie skaars (in werklikheid net een keer uit 100,000 100) dat 'n planeet sulke sterk stabiliserende terugvoering gehad het dat dit al 100 keer bewoonbaar was, ongeag die ewekansige klimaatgebeurtenisse. Trouens, die meeste planete wat ten minste een keer bewoon gebly het, het dit minder as tien keer uit die 3 gedoen. Byna elke keer in die simulasie toe 'n planeet XNUMX miljard jaar bewoon gebly het, was dit deels te geluk. Terselfdertyd is geluk op sigself onvoldoende getoon. Planete wat spesiaal ontwerp is om glad nie terugvoer te hê nie, het nooit bewoonbaar gebly nie; ewekansige wandelinge, wat deur klimaatsgebeurtenisse geknou word, het die kursus nooit geduur nie.
Herhalings in die simulasie was nie identies nie: 1,000 3 verskillende planete is ewekansig gegenereer en elke keer twee keer. (a) resultate op eerste lopie, (b) resultate op tweede lopie. Groen sirkels toon sukses (bly XNUMX miljard jaar bewoonbaar) en swart mislukking. Toby Tyrrell, skrywer met dien verstande
Hierdie algehele resultaat, dat die resultate deels van terugvoer en deels van geluk afhang, is sterk. Allerhande veranderings aan die modellering het dit nie beïnvloed nie. By implikasie moet die aarde dus terselfdertyd klimaatstabiliserende terugvoer hê goeie geluk moes ook daarby betrokke gewees het om bewoonbaar te bly. As 'n asteroïde of sonskyn byvoorbeeld groter was as wat dit was, of op 'n effens ander (meer kritieke) tyd plaasgevind het, sou ons waarskynlik nie vandag hier op aarde wees nie. Dit gee 'n ander perspektief op die rede waarom ons in staat is om terug te kyk op die Aarde se merkwaardige, enorm uitgebreide lewensgeskiedenis wat ontwikkel en diversifiseer en al hoe ingewikkelder word tot die punt dat dit aanleiding gegee het tot ons.
Professor Toby Tyrrell bespreek sy navorsing.
{vembed Y = K7hCh6v7HNs}
Oor Die Skrywer
Toby Tyrrell, professor in aardstelselswetenskap, Universiteit van Southampton
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
Verwante Boeke:
Die toekoms wat ons kies: die klimaatkrisis oorleef
deur Christiana Figueres en Tom Rivett-Carnac
Die skrywers, wat sleutelrolle in die Parys-ooreenkoms oor klimaatsverandering gespeel het, bied insigte en strategieë om die klimaatkrisis aan te spreek, insluitend individuele en kollektiewe optrede.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Die onbewoonbare aarde: lewe na opwarming
deur David Wallace-Wells
Hierdie boek ondersoek die potensiële gevolge van ongekontroleerde klimaatsverandering, insluitend massa-uitwissing, voedsel- en waterskaarste en politieke onstabiliteit.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Die ministerie vir die toekoms: 'n roman
deur Kim Stanley Robinson
Hierdie roman stel 'n nabye toekoms-wêreld voor wat worstel met die impak van klimaatsverandering en bied 'n visie vir hoe die samelewing kan transformeer om die krisis aan te spreek.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Onder 'n wit lug: die aard van die toekoms
deur Elizabeth Kolbert
Die skrywer ondersoek die menslike impak op die natuurlike wêreld, insluitend klimaatsverandering, en die potensiaal vir tegnologiese oplossings om omgewingsuitdagings aan te spreek.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Uittreksel: Die mees omvattende plan wat ooit voorgestel is om globale verwarming te keer
geredigeer deur Paul Hawken
Hierdie boek bied 'n omvattende plan om klimaatsverandering aan te spreek, insluitend oplossings uit 'n reeks sektore soos energie, landbou en vervoer.
