xtock / laukaisin
Se vaati evoluutiota 3 tai 4 miljardia vuotta tuottaa Homo sapiens. Jos ilmasto olisi täysin epäonnistunut vain kerran tuona aikana, evoluutio olisi pysähtynyt kaatumiseen, emmekä olisi täällä nyt. Joten ymmärtääksemme, kuinka olemme syntyneet maapallolla, meidän on tiedettävä, kuinka maapallo onnistui pysymään elinkelpoisena miljardeja vuosia.
Tämä ei ole triviaali ongelma. Nykyinen ilmaston lämpeneminen osoittaa meille, että ilmasto voi muuttua huomattavasti jopa muutaman vuosisadan kuluessa. Geologisissa aikatauluissa on vieläkin helpompaa muuttaa ilmastoa. Laskelmat osoittavat, että maapallon ilmasto saattaa heikentyä pakkasen alle tai kiehumisen yläpuolelle vain muutamassa miljoonassa vuodessa.
Tiedämme myös, että aurinko on muuttunut 30% valoisammaksi siitä lähtien, kun elämä alkoi kehittyä. Teoriassa tämän olisi pitänyt saada valtameret kiehumaan jo, koska ne eivät olleet yleensä jäätynyt varhaisella maapallolla - tämä tunnetaan nimelläheikko nuori auringon paradoksi”. Silti jotenkin tämä asuttavuuden pulma ratkaistiin.
Tutkijat ovat keksineet kaksi pääteoriaa. Ensimmäinen on se, että maapallolla voi olla jotain termostaattia - takaisinkytkentämekanismi (tai mekanismeja), joka estää ilmastoa koskaan harhautumasta kohtalokkaisiin lämpötiloihin.
Toinen on se, että monista planeetoista ehkä jotkut vain selviytyvät onnesta, ja Maa on yksi niistä. Tämän toisen skenaarion tekevät uskottavammaksi viime vuosikymmenien löydöt monista aurinkokuntamme ulkopuolisista planeetoista - ns. eksoplaneettojen. Etäisten tähtien tähtitieteelliset havainnot kertovat meille, että monilla planeetat kiertävät niitä ja että joidenkin koko ja tiheys ja kiertoradan etäisyys ovat sellaiset, että elämään sopivat lämpötilat ovat teoriassa mahdollisia. On arvioitu, että niitä on ainakin 2 miljardia tällaista planeettaehdokasta yksin galaksissamme.
Eksoplaneettoja on monia ... mutta kuinka monilla on vakaa ilmasto? Jurik Peter / suljin
Tutkijat haluaisivat matkustaa näille eksoplaneetoille tutkiakseen, vastaako joku niistä maapallon miljardin vuoden ilmastostabiilisuutta. Mutta jopa lähimmät eksoplaneetat, tähtiä kiertävät Seuraava Centauri, ovat yli neljän valovuoden päässä. Havainnoivia tai kokeellisia todisteita on vaikea saada.
Sen sijaan tutkin samaa kysymystä mallinnuksen avulla. Ensinnäkin käytän tietokoneohjelmaa, joka on suunniteltu simuloimaan ilmastokehitystä planeetoilla yleensä (ei vain maapallolla) loi 100,000 planeettaa, jokaisella on satunnaisesti erilainen joukko ilmastopalautteita. Ilmastopalautteet ovat prosesseja, jotka voivat vahvistaa tai vähentää ilmastonmuutosta - ajatellaan esimerkiksi merijään sulamista Arktisella alueella, joka korvaa auringonvaloa heijastavan jään auringonvaloa absorboivalla avomerellä, mikä puolestaan lisää lämpenemistä ja sulamista.
Simuloimalla jokaista 100 kertaa tutkiakseen kuinka todennäköisesti kukin näistä erilaisista planeetoista pysyi asuttavana valtavien (geologisten) aikataulujen yli. Joka kerta, kun planeetta alkoi eri lämpötilasta ja altistettiin satunnaisesti erilaisille ilmastotapahtumille. Nämä tapahtumat edustavat ilmastoa muuttavia tekijöitä, kuten supervulkaanan purkauksia (kuten Pinatubon vuori mutta paljon paljon suuremmat) ja asteroidivaikutukset (kuten se, joka tappoi dinosaurukset). Kullakin 100 ajolla planeetan lämpötilaa seurattiin, kunnes se tuli liian kuumaksi tai liian kylmäksi tai muuten oli säilynyt 3 miljardin vuoden ajan, jolloin sen katsottiin olevan älykkään elämän mahdollinen upokas.
Climate-altering: the 1991 eruption of Mount Pinatubo in the Philippines blasted so much ash into the atmosphere that global temperatures temporarily dropped by 0.6?C. SRA Blaze Lipowski / picryl
Simulaatiotulokset antavat selkeän vastauksen tähän asumisongelmaan ainakin palautteiden ja onnen merkityksen kannalta. Oli hyvin harvinaista (itse asiassa vain yksi kerta 100,000 100: sta), että planeetalla oli niin voimakkaita vakauttavia palautteita, että se pysyi asuttavana kaikki 100 kertaa satunnaisista ilmastotapahtumista riippumatta. Itse asiassa useimmat planeetat, jotka pysyivät asumiskelpoisina ainakin kerran, tekivät niin alle kymmenen kertaa sadasta. Lähes jokaisessa simulaation tilanteessa, kun planeetta pysyi asuttavana 3 miljardia vuotta, se johtui osittain onnesta. Samaan aikaan onni itsessään osoittautui riittämättömäksi. Planeetat, jotka on erityisesti suunniteltu ilman palautetta, eivät koskaan pysyneet asutuskelpoisina; satunnaiset kävelyt, joita ilmastotapahtumat ympäröivät, eivät koskaan kestäneet kurssia.
Simulaation toistojaksot eivät olleet identtisiä: satunnaisesti luotiin 1,000 3 erilaista planeettaa ja jokainen ajo kahdesti. (a) tulokset ensimmäisellä ajona, (b) tulokset toisella ajona. Vihreät ympyrät osoittavat menestystä (pysyneet asuttavana XNUMX miljardia vuotta) ja mustaa epäonnistumista. Toby Tyrrell, Tekijä toimitti
Tämä kokonaistulos, jonka tulokset riippuvat osittain palautteista ja osittain onnesta, on vankka. Kaikenlaiset muutokset mallintamiseen eivät vaikuttaneet siihen. Maapallolla on siis implisiittisesti oltava joitain ilmastoa vakauttavia palautteita, mutta samalla onni on myös pitänyt olla mukana siinä, että se pysyi asuttavana. Jos esimerkiksi asteroidi tai auringonvalo olisi ollut hiukan suurempi kuin se oli, tai jos se olisi tapahtunut hieman eri (kriittisempänä) aikaan, emme todennäköisesti olisi täällä maan päällä tänään. Se antaa toisenlaisen näkemyksen siitä, miksi pystymme katsomaan taaksepäin maapallon merkittävään, valtavan pitkittyneeseen elämänhistoriaan, joka kehittyy ja monipuolistuu ja muuttuu yhä monimutkaisemmaksi siinä määrin, että se synnytti meidät.
Professori Toby Tyrrell keskustelee tutkimuksestaan.
{vembed Y = K7hCh6v7HNs}
Author
Toby Tyrrell, Maan järjestelmätiedon professori, University of Southampton
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat:
Valitsemamme tulevaisuus: selviytyminen ilmastokriisistä
kirjoittaneet Christiana Figueres ja Tom Rivett-Carnac
Kirjoittajat, jotka näyttelivät avainrooleja Pariisin ilmastonmuutosta koskevassa sopimuksessa, tarjoavat oivalluksia ja strategioita ilmastokriisin ratkaisemiseksi, mukaan lukien yksilölliset ja kollektiiviset toimet.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Asumaton maa: elämä lämpenemisen jälkeen
kirjoittanut David Wallace-Wells
Tämä kirja tutkii hallitsemattoman ilmastonmuutoksen mahdollisia seurauksia, mukaan lukien massasukupuutto, ruoan ja veden niukkuus sekä poliittinen epävakaus.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Tulevaisuuden ministeriö: romaani
Kirjailija: Kim Stanley Robinson
Tämä romaani kuvittelee lähitulevaisuuden maailman kamppailevan ilmastonmuutoksen vaikutusten kanssa ja tarjoaa näkemyksen siitä, kuinka yhteiskunta voisi muuttua vastaamaan kriisiin.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Valkoisen taivaan alla: Tulevaisuuden luonto
esittäjä (t): Elizabeth Kolbert
Kirjoittaja tutkii ihmisen vaikutusta luontoon, mukaan lukien ilmastonmuutos, ja teknisten ratkaisujen mahdollisuuksia vastata ympäristöhaasteisiin.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Laskutus: Kaikkein kattavin suunnitelma, jota koskaan ehdotettiin maailmanlaajuisen lämpenemisen kääntämiseksi
toimittanut Paul Hawken
Tämä kirja esittelee kattavan suunnitelman ilmastonmuutoksen torjumiseksi, mukaan lukien ratkaisut useilta aloilta, kuten energiasta, maataloudesta ja liikenteestä.
