تظهر قابلية الأرض للسكنية اليوم بشكل أساسي بسبب الحظ ، كما تظهر الملايين من المحاكاة

استغرق الأمر التطور 3 أو 4 مليارات سنة لانتاج هومو سابينس. إذا كان المناخ قد فشل تمامًا مرة واحدة فقط في ذلك الوقت ، لكان التطور قد توقف تمامًا ولن نكون هنا الآن. حتى نفهم كيف نشأنا على كوكب الأرض ، سنحتاج إلى معرفة كيف تمكنت الأرض من البقاء لائقة مدى الحياة لمليارات السنين.

هذه ليست مشكلة تافهة. يوضح لنا الاحترار العالمي الحالي أن المناخ يمكن أن يتغير بشكل كبير على مدار بضعة قرون. على مدار النطاقات الزمنية الجيولوجية ، من الأسهل تغيير المناخ.

تظهر الحسابات أن هناك احتمالية لتدهور مناخ الأرض إلى درجات حرارة أقل من درجة التجمد أو أعلى من الغليان في غضون بضعة ملايين من السنين فقط.

نعلم أيضًا أن الشمس أصبحت أكثر سطوعًا بنسبة 30 في المائة منذ أن تطورت الحياة لأول مرة. من الناحية النظرية ، كان من المفترض أن يتسبب هذا في غليان المحيطات الآن ، بالنظر إلى أنها لم تكن كذلك عموما المجمدة على الأرض في وقت مبكر – وهذا ما يعرف باسم “الشباب الخافت مفارقة الشمس“. ومع ذلك ، بطريقة ما ، تم حل لغز قابلية السكن.

توصل العلماء إلى نظريتين رئيسيتين. الأول هو أن الأرض يمكن أن تمتلك شيئًا مثل منظم الحرارة – آلية (أو آليات) ردود الفعل التي تمنع المناخ من التجوّل في درجات حرارة قاتلة.

والثاني هو أنه من بين عدد كبير من الكواكب ، ربما نجح البعض في العبور عن طريق الحظ ، والأرض واحدة من هؤلاء. أصبح هذا السيناريو الثاني أكثر منطقية من خلال الاكتشافات في العقود الأخيرة للعديد من الكواكب خارج نظامنا الشمسي – ما يسمى الكواكب الخارجية.

READ  قفزت حالات الاستشفاء في مقاطعة أورانج كوفيد -19 بنسبة 12٪ بين عشية وضحاها - إن بي سي لوس أنجلوس

تخبرنا الملاحظات الفلكية للنجوم البعيدة أن العديد منها لديها كواكب تدور حولها ، وأن بعضها بحجم وكثافة ومسافة مدارية بحيث تكون درجات الحرارة المناسبة للحياة ممكنة نظريًا. وقد قدر أن هناك على الأقل 2 مليار من هذه الكواكب المرشحة في مجرتنا وحدها.

يحب العلماء السفر إلى هذه الكواكب الخارجية للتحقق مما إذا كان أي منها يطابق مليار سنة من استقرار المناخ على الأرض. ولكن حتى أقرب الكواكب الخارجية ، تلك التي تدور حول النجم بروكسيما سينتاوري، على بعد أكثر من أربع سنوات ضوئية. من الصعب الحصول على أدلة رقابية أو تجريبية.

بدلاً من ذلك ، اكتشفت نفس السؤال من خلال النمذجة. باستخدام برنامج كمبيوتر مصمم لمحاكاة تطور المناخ على الكواكب بشكل عام (وليس الأرض فقط) ، أولاً ولدت 100،000 كوكب، لكل منها مجموعة مختلفة عشوائيًا من ردود الفعل المناخية. ردود الفعل المناخية هي عمليات يمكن أن تتضخم أو تقلص تغير المناخ – فكر على سبيل المثال في ذوبان الجليد البحري في القطب الشمالي ، والذي يحل محل الجليد العاكس لأشعة الشمس ببحر مفتوح يمتص أشعة الشمس ، مما يؤدي بدوره إلى مزيد من الاحترار وذوبان المزيد.

من أجل التحقيق في مدى احتمالية بقاء كل من هذه الكواكب المتنوعة صالحة للسكن على نطاقات زمنية (جيولوجية) هائلة ، قمت بمحاكاة كل 100 مرة. في كل مرة بدأ الكوكب بدرجات حرارة أولية مختلفة وتعرض لمجموعة مختلفة عشوائيًا من الأحداث المناخية.

تمثل هذه الأحداث عوامل تغير المناخ مثل بركان هائل الانفجارات (مثل جبل بيناتوبو ولكن أكبر بكثير) و الكويكب التأثيرات (مثل تلك التي قتلت الديناصورات). في كل جولة من الـ 100 دورة ، تم تتبع درجة حرارة الكوكب حتى أصبحت شديدة الحرارة أو شديدة البرودة أو بقيت على قيد الحياة لمدة 3 مليارات سنة ، وعند هذه النقطة كان يُنظر إليها على أنها بوتقة محتملة للحياة الذكية.

READ  يقول العلماء إن الأرض كانت تدور أسرع من المعتاد

تعطي نتائج المحاكاة إجابة محددة لمشكلة السكن ، على الأقل من حيث أهمية التغذية الراجعة والحظ. كان من النادر جدًا (في الواقع ، مرة واحدة فقط من أصل 100000) أن يحصل كوكب على مثل هذه التغذية المرتدة القوية للاستقرار بحيث ظل صالحًا للسكن 100 مرة ، بغض النظر عن الأحداث المناخية العشوائية.

في الواقع ، معظم الكواكب التي ظلت صالحة للسكن مرة واحدة على الأقل ، فعلت ذلك أقل من عشر مرات من أصل 100. في كل مناسبة تقريبًا في المحاكاة عندما ظل كوكب ما صالحًا للسكن لمدة 3 مليارات سنة ، كان الحظ يعود جزئيًا إلى الحظ.

تم إنشاء 1000 كوكب مختلف بشكل عشوائي وتشغيله مرتين. تظهر الدوائر الخضراء قابلية للسكن لمدة 3 مليارات سنة. (توبي تيريل)

في الوقت نفسه ، تبين أن الحظ في حد ذاته غير كاف. الكواكب التي صُممت خصيصًا بحيث لا تحتوي على أي ردود فعل على الإطلاق ، لم تبقى صالحة للسكن أبدًا ؛ المشي العشوائي ، الذي تتعرض له الأحداث المناخية ، لم يدم المسار قط.

هذه النتيجة الإجمالية ، أن النتائج تعتمد جزئيًا على التعليقات وجزئيًا على الحظ ، قوية. كل أنواع التغييرات على النمذجة لم تؤثر عليها. من خلال ضمنيًا ، يجب أن تمتلك الأرض بالتالي بعض ردود الفعل لاستقرار المناخ ولكن في نفس الوقت ثروة جيدة يجب أيضًا أن تكون قد شاركت في بقائها صالحة للسكن.

على سبيل المثال ، إذا كان الكويكب أو التوهج الشمسي أكبر قليلاً مما كان عليه ، أو حدث في وقت مختلف قليلاً (أكثر أهمية) ، فربما لن نكون هنا على الأرض اليوم.

إنه يعطي وجهة نظر مختلفة حول سبب قدرتنا على إعادة النظر إلى تاريخ الأرض الرائع والممتد بشكل هائل والذي يتطور ويتنوع ويصبح أكثر تعقيدًا إلى الحد الذي أدى إلى ظهورنا. المحادثة

READ  أبلغ مركز السيطرة على الأمراض في ولاية مين عن أربع وفيات جديدة مرتبطة بفيروس كورونا ، و 232 حالة إصابة جديدة

توبي تيريل، أستاذ علوم نظام الأرض ، جامعة ساوثهامبتون.

تم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة بموجب رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقالة الأصلية.

Written By
More from Fajar Fahima

روابط Hackaday: 13 ديسمبر 2020

أصبحت شمسنا مرتبكة بعض الشيء هذه الأيام ، وقد كافأتنا ربما أفضل...
Read More

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *