xtock / shutterstock
זה לקח אבולוציה 3 או 4 מיליארד שנים כדי לייצר הומו ספיינס. אם האקלים היה נכשל לחלוטין רק פעם אחת באותה תקופה, אז האבולוציה הייתה נעצרת ולא היינו כאן עכשיו. אז כדי להבין כיצד הגענו להתקיים על פני כדור הארץ, נצטרך לדעת כיצד כדור הארץ הצליח להישאר כשיר לכל החיים מיליארדי שנים.
זו לא בעיה של מה בכך. ההתחממות הגלובלית הנוכחית מראה לנו שהאקלים יכול להשתנות במידה ניכרת אפילו כמה מאות שנים. לאורך לוחות זמנים גיאולוגיים, קל אפילו לשנות את האקלים. חישובים מראים שיש פוטנציאל להידרדרות האקלים של כדור הארץ לטמפרטורות מתחת לקפוא או מעל לרתיחה בתוך כמה מיליוני שנים בלבד.
אנו גם יודעים שהשמש זוהרת ב -30% מאז שהחיים התפתחו לראשונה. בתיאוריה, זה היה צריך לגרום לאוקיאנוסים לרתוח עד עכשיו, בהתחשב בכך שהם לא היו בדרך כלל קפוא על כדור הארץ המוקדם - זה מכונה "פרדוקס שמש צעיר חלש”. עם זאת, איכשהו נפתרה חידת המגורים הזו.
מדענים העלו שתי תיאוריות עיקריות. הראשון הוא שכדור הארץ יכול להחזיק משהו כמו תרמוסטט - מנגנון משוב (או מנגנונים) המונע מהאקלים לנדוד לטמפרטורות קטלניות.
השנייה היא שמבין מספר גדול של כוכבי לכת, אולי חלקם פשוט מצליחים לעבור את המזל, וכדור הארץ הוא אחד מאלה. תרחיש שני זה הופך ליותר מתקבל על הדעת על ידי התגליות שבעשורים האחרונים של כוכבי לכת רבים מחוץ למערכת השמש שלנו - כביכול כוכבי לכת. תצפיות אסטרונומיות של כוכבים רחוקים מספרות לנו כי לרבים יש כוכבי לכת המקיפים אותם, וכי חלקם הם בגודל ובצפיפות ובמרחק מסלול כך שטמפרטורות המתאימות לחיים אפשריות באופן תיאורטי. ההערכה היא שיש לפחות 2 מיליארד כוכבי לכת כאלה בגלקסיה שלנו בלבד.
ישנם כוכבי לכת רבים ... אבל לכמה מהם יש אקלים יציב? יוריק פיטר / שוטרסטוק
מדענים ישמחו לנסוע לכוכבי לכת אלה כדי לחקור האם מישהו מהם תאם למיליארד שנות יציבות האקלים של כדור הארץ. אבל גם כוכבי הלכת הקרובים ביותר, אלה שמקיפים את הכוכב פרוקסימה קנטאורי, נמצאים במרחק של יותר מארבע שנות אור. עדות תצפיתית או ניסיונית קשה להשיג.
במקום זאת, בחנתי את אותה שאלה באמצעות דוגמנות. באמצעות תוכנת מחשב שנועדה לדמות את התפתחות האקלים בכוכבי לכת באופן כללי (לא רק כדור הארץ), אני הראשון ייצר 100,000 כוכבי לכת, לכל אחד מהם סט אקראי אחר של פידבקים על אקלים. פידבקים על אקלים הם תהליכים שיכולים להגביר או להפחית את שינויי האקלים - חשוב למשל על נמס של קרח ים בקוטב הצפוני, אשר מחליף את הקרח המשקף אור שמש בים פתוח הסופח אור שמש, מה שבתורו גורם להתחממות רבה יותר ולהמסה רבה יותר.
כדי לחקור עד כמה הסיכוי היה שכל אחד מכוכבי הלכת המגוונים הללו יישאר מגורים לאורך לוחות זמנים עצומים (גיאולוגיים), סימלתי כל 100 פעמים. בכל פעם שכוכב הלכת התחיל מטמפרטורה התחלתית שונה ונחשף למערך אקראי שונה של אירועי אקלים. אירועים אלה מייצגים גורמים המשנים אקלים כגון התפרצויות הר געש הר פינטובו אבל השפעות אסטרואידים הרבה יותר גדולות) (כמו זו שהרגה את הדינוזאורים). בכל אחת מ -100 הריצות, עקבו אחר הטמפרטורה של כדור הארץ עד שהיה חם מדי או קר מדי או אחר שרד במשך 3 מיליארד שנים, ובשלב זה הוא נחשב ככור אפשרי לחיים אינטליגנטים.
שינוי האקלים: התפרצותו של הר פינטובו בפיליפינים בשנת 1991 פוצצה אפר כה רב באטמוספירה, עד כי הטמפרטורות העולמיות צנחו זמנית ב -0.6 מעלות צלזיוס. SRA בלייז ליפובסקי / פיקריל
תוצאות הסימולציה נותנות מענה מובהק לבעיית מגורים זו, לפחות מבחינת החשיבות של פידבקים ומזל. זה היה נדיר מאוד (למעשה, רק פעם אחת מתוך 100,000) שלכוכב לכת יש פידבקים מייצבים כל כך חזקים, עד שהוא נשאר מגורים כל 100 הפעמים, ללא קשר לאירועי האקלים האקראיים. למעשה, רוב כוכבי הלכת שנשארו מגורים לפחות פעם אחת, עשו זאת פחות מעשר פעמים מתוך 100. כמעט בכל אירוע בסימולציה כשכוכב לכת נותר מגורים במשך 3 מיליארד שנים, זה היה בחלקו מזל. יחד עם זאת, המזל כשלעצמו הוכח כלא מספיק. כוכבי לכת שתוכננו במיוחד ללא פידבקים כלל, מעולם לא נשארו למגורים; טיולים אקראיים, שהתרועשו על ידי אירועי אקלים, מעולם לא נמשכו במהלך.
ריצות חוזרות בסימולציה לא היו זהות: 1,000 כוכבי לכת שונים נוצרו באופן אקראי וכל ריצה פעמיים. (א) תוצאות בריצה ראשונה, (ב) תוצאות בריצה שנייה. עיגולים ירוקים מראים הצלחה (נשארו למגורים במשך 3 מיליארד שנה) וכישלון שחור. טובי טירל, מחבר מסופק
התוצאה הכוללת הזו, שהתוצאות תלויות בחלקן בפידבקים ובחלקם במזל, היא חזקה. כל מיני שינויים בדוגמנות לא השפיעו על זה. כמשמעו, לכן על כדור הארץ להחזיק כמה פידבקים מייצבי אקלים אך יחד עם זאת מזל טוב בוודאי היה מעורב בכך שהוא נשאר למגורים. אם, למשל, אסטרואיד או התלקחות סולרית היו מעט גדולים יותר ממה שהיה, או שהיו מתרחשים בתקופה קצת שונה (קריטית יותר), כנראה שלא היינו כאן על כדור הארץ. זה נותן נקודת מבט אחרת על הסיבה שאנחנו מסוגלים להסתכל אחורה על ההיסטוריה המדהימה, המורחבת מאוד של כדור הארץ, המתפתחת ומתגוונת והופכת מורכבת יותר ויותר עד לנקודה שהיא הולידה אותנו.
פרופסור טובי טירל דן במחקריו.
על המחבר
טובי טירל, פרופסור למדעי כדור הארץ, אוניברסיטת סאות'המפטון
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
ספרים קשורים
כדור הארץ הבלתי מיושב: החיים לאחר ההתחממות מהדורת קינדל
מאת דייוויד וואלאס-וולס
זה גרוע, הרבה יותר גרוע, ממה שאתה חושב. אם החרדה שלך מההתחממות הגלובלית נשלטת על ידי הפחדים מעלייה בגובה פני הים, אתה בקושי מגרד את פני השטח של אילו אימים אפשריים. בקליפורניה מדורות זעם כעת כל השנה, ומשמידות אלפי בתים. ברחבי ארה"ב, "500-שנה" מסתערת על קהילות פומל חודש אחר חודש, ושיטפונות מוציאים עשרות מיליונים בשנה. זוהי רק תצוגה מקדימה של השינויים הבאים. והם באים מהר. ללא מהפכה בה מיליארדי בני האדם מנהלים את חייהם, חלקים מכדור הארץ עלולים להתקרב לבלתי מיושבים, וחלקים אחרים בלתי ניתנים לביצוע באכזריות, ברגע סוף המאה הנוכחית. זמין באמזון
סוף הקרח: עדות ומציאת משמעות בנתיב של שיבוש אקלימי
מאת דאהר ג'מאיל
אחרי כמעט עשור מעבר לים ככתב מלחמה, העיתונאי המהולל דהר ג'מיל חזר לאמריקה כדי לחדש את תשוקתו לטפס הרים, רק כדי לגלות שהמדרונות עליהם טיפס בעבר השתנו באופן בלתי הפיך בגלל שיבוש אקלימי. בתגובה, ג'מייל יוצא למסע אל קווי החזית הגיאוגרפיים של משבר זה - מאלסקה ועד שונית המחסום הגדולה של אוסטרליה, דרך יער הגשם באמזונס - במטרה לגלות את ההשלכות על הטבע ועל בני האדם של אובדן הקרח. זמין באמזון
כדור הארץ שלנו, המינים שלנו, עצמנו: איך לשגשג תוך כדי יצירת עולם בר-קיימא
מאת אלן מור
המשאב הכי נדיר שלנו הוא זמן. בנחישות ובפעולה אנו יכולים ליישם פתרונות במקום לשבת על הקווים הסובלים מהשפעות מזיקות. מגיע לנו, ויכול להיות, בריאות טובה יותר וסביבה נקייה יותר, אקלים יציב, מערכות אקולוגיות בריאות, שימוש בר-קיימא במשאבים ופחות צורך בבקרת נזקים. יש לנו כל כך הרבה מה להרוויח. באמצעות מדע וסיפורים, האדמה שלנו, המינים שלנו, האני שלנו הופכת את המקרה לתקווה, אופטימיות ופתרונות מעשיים שנוכל לקחת באופן פרטני וקולקטיבי לירוק הטכנולוגיה שלנו, לירוק כלכלתנו, לחיזוק הדמוקרטיה שלנו וליצור שוויון חברתי. זמין באמזון
מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.
