يتوقع معظم العلماء أنه خلال حوالي مليار عام ، سيحرق إشعاع الشمس المتزايد باستمرار الأرض على نحو يتجاوز قابلية السكن. لقد درست مجموعة من الباحثين من Caltech آلية من شأنها أن تجعل أي كوكب يحتوي على كائنات حية صالحًا للسكن لفترة أطول مما كان يعتقد في الأصل ، وربما يضاعف العمر الافتراضي. يبدو هذا خبرًا جيدًا لسكان الأرض في المستقبل ، ولكن أيضًا ، يمكن لهذه الآلية أن تزيد من فرصة أن الحياة في مكان آخر في الكون قد يكون لديها الوقت للتقدم إلى مستويات متقدمة.
يقول الباحثون أن الضغط الجوي هو منظم طبيعي للمناخ لكوكب الأرض مع المحيط الحيوي. حاليًا ، وفي الماضي ، حافظت الأرض على درجات حرارة سطحها من خلال تأثير الاحتباس الحراري. كان هناك كميات أكبر من غاز ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى في الغلاف الجوي قبل مليار سنة ، وهو أمر جيد. وإلا ، فقد تكون الأرض عبارة عن مكعب ثلجي متجمد. ولكن مع زيادة لمعان الشمس والحرارة مع تقدمها في العمر ، تعاملت الأرض بشكل طبيعي من خلال تقليل كمية غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي ، وبالتالي تقليل تأثير الاحترار وجعل سطح الكوكب صالحًا للسكن بشكل مريح.
على عكس ما يدعي معظم العلماء ، يقول أستاذ Caltech جوزيف ل.كيرشفينك أن الأرض ربما تقترب من النقطة حيث لا يوجد ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون لتنظيم درجات الحرارة باستخدام نفس الإجراء. ولكن لا داعي للخوف ، فهناك آلية أخرى جارية قد تعمل بشكل أفضل لتنظيم درجات الحرارة على الأرض ، والحفاظ على كوكبنا في المنزل مريحًا للحياة لفترة أطول من أي شخص توقعه.
في ورقتهم ، أظهر كيرشفينك ومعاونوه استاذ كالتيك يوك إل يونغ ، وطلاب الدراسات العليا كينغ فاي لي وكافي بهليفان أن الضغط الجوي هو عامل يضبط درجة الحرارة العالمية عن طريق توسيع خطوط امتصاص الأشعة تحت الحمراء لغازات الدفيئة. يشير نموذجهم إلى أنه ببساطة عن طريق خفض الضغط الجوي ، يمكن تمديد عمر المحيط الحيوي على الأقل 2.3 مليار سنة في المستقبل ، أكثر من ضعف التقديرات السابقة.
يستخدم الباحثون القياس "الشامل" لشرح الآلية. بالنسبة لغازات الدفيئة ، فإن ثاني أكسيد الكربون يمثله ألياف القطن التي تشكل البطانية. يوضح لي ، المؤلف الرئيسي للصحيفة: "قد تحتوي نسج القطن على ثقوب تسمح للحرارة بالتسرب".
يقول يونغ: "يتم التحكم في حجم الثقوب بالضغط". "اضغط على البطانية ،" عن طريق زيادة الضغط الجوي ، "وتصبح الثقوب أصغر ، وبالتالي يمكن للحرارة أقل الهروب. وبضغط أقل ، تصبح الثقوب أكبر ، ويمكن أن يفلت المزيد من الحرارة "، كما يقول ، مما يساعد الكوكب على التخلص من الحرارة الزائدة المتولدة من أشعة الشمس المضيئة.
يتمثل الحل في تقليل الضغط الكلي للغلاف الجوي بشكل كبير ، عن طريق إزالة كميات هائلة من النيتروجين الجزيئي ، وهو الغاز غير المتفاعل إلى حد كبير الذي يشكل حوالي 78 بالمائة من الغلاف الجوي. وهذا من شأنه تنظيم درجات الحرارة السطحية والسماح لثاني أكسيد الكربون بالبقاء في الغلاف الجوي لدعم الحياة.
لا يجب أن يتم ذلك بشكل اصطناعي - يبدو أنه يحدث بشكل طبيعي. يأخذ المحيط الحيوي نفسه النيتروجين من الهواء ، لأن النيتروجين يتم دمجه في خلايا الكائنات الحية أثناء نموه ، ويتم دفنه معهم عندما يموت.
في الواقع ، "هذا الانخفاض في النيتروجين شيء قد يحدث بالفعل ،" يقول بهاليفان ، وقد حدث ذلك على مدار تاريخ الأرض. يشير هذا إلى أن ضغط الغلاف الجوي للأرض قد يكون الآن أقل مما كان عليه سابقًا في تاريخ الكوكب.
قد يأتي إثبات هذه الفرضية من مجموعات بحثية أخرى تقوم بفحص فقاعات الغاز التي تشكلت في الأحواض القديمة لتحديد الضغط الجوي السابق: الحد الأقصى لحجم الفقاعة المكونة مقيد بكمية الضغط الجوي ، مع وجود ضغوط أعلى تنتج فقاعات أصغر ، و والعكس صحيح.
إذا كان هذا صحيحًا ، فمن المحتمل أن تحدث الآلية أيضًا على أي كوكب خارج المجموعة الشمسية مع جو وغلاف حيوي.
"نأمل ، في المستقبل ، لن نكتشف فقط الكواكب الشبيهة بالأرض حول النجوم الأخرى ، ولكننا سنتعلم شيئًا عن الغلاف الجوي والضغوط المحيطة" ، يقول بهليفان. "وإذا اتضح أن الكواكب القديمة تميل إلى أن يكون لها أجواء أرق ، فسيكون ذلك مؤشراً على أن هذه العملية لها بعض الشمولية."
يأمل الباحثون في دراسة الغلاف الجوي للكواكب الخارجية لمعرفة ما إذا كان هذا يحدث في عوالم أخرى.
وإذا كانت مدة قابلية السكن قد تكون أطول على كوكبنا ، فقد يكون لذلك آثار على إيجاد حياة ذكية في مكان آخر من الكون.
يقول يونج: "لم يستغرق إنتاج الحياة على هذا الكوكب وقتًا طويلاً ، ولكن تطوير حياة متقدمة يستغرق وقتًا طويلاً". على الأرض ، استغرقت هذه العملية أربعة مليارات سنة. "إن إضافة مليار سنة إضافية يمنحنا المزيد من الوقت للتطور ، والمزيد من الوقت لمواجهة الحضارات المتقدمة ، التي قد يطيل وجودها من خلال هذه الآلية. يعطينا فرصة للقاء ".
المصادر: الورق ، الضغط الجوي كمنظم طبيعي للمناخ لكوكب أرضي مع محيط حيوي ، كالتيك
