Οι περισσότεροι επιστήμονες προβλέπουν ότι σε περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια, η ολοένα αυξανόμενη ακτινοβολία του ήλιου θα έχει καεί τη Γη πέρα από τη δυνατότητα. Μια ομάδα ερευνητών από το Caltech μελέτησαν έναν μηχανισμό που θα έκανε κάθε πλανήτη με ζωντανούς οργανισμούς να παραμείνει κατοικήσιμος περισσότερο από ό, τι αρχικά πίστευε, ίσως να διπλασιάσει τη διάρκεια ζωής του. Αυτό ακούγεται σαν καλή είδηση για τους μελλοντικούς κατοίκους της Γης, αλλά επίσης, αυτός ο μηχανισμός θα μπορούσε να αυξήσει την πιθανότητα η ζωή αλλού στο Σύμπαν να έχει το χρόνο να προχωρήσει σε προχωρημένα επίπεδα.
Οι ερευνητές λένε ότι η ατμοσφαιρική πίεση είναι ένας φυσικός ρυθμιστής του κλίματος για έναν επίγειο πλανήτη με μια βιόσφαιρα. Επί του παρόντος, και στο παρελθόν, η Γη έχει διατηρήσει τις επιφανειακές της θερμοκρασίες μέσω του φαινομένου του θερμοκηπίου. Υπήρχαν μεγαλύτερες ποσότητες CO2 και άλλων αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα πριν από 1 δισεκατομμύριο χρόνια, κάτι που ήταν καλό. Διαφορετικά, η Γη μπορεί να ήταν παγωμένος παγάκι. Όμως, καθώς η φωτεινότητα και η θερμότητα του ήλιου αυξήθηκαν καθώς γερνά, η Γη αντιμετώπισε φυσικά μειώνοντας την ποσότητα των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, μειώνοντας έτσι το φαινόμενο θέρμανσης και κάνοντας την επιφάνεια του πλανήτη άνετα κατοικήσιμη.
Αντίθετα από αυτά που ισχυρίζονται οι περισσότεροι επιστήμονες, ο καθηγητής του Caltech Joseph L. Kirschvink λέει ότι η Γη μπορεί να πλησιάζει στο σημείο όπου δεν υπάρχει αρκετό διοξείδιο του άνθρακα για να ρυθμίσει τις θερμοκρασίες χρησιμοποιώντας την ίδια διαδικασία. Αλλά για να μην φοβόμαστε, υπάρχει ένας άλλος μηχανισμός σε εξέλιξη που μπορεί να λειτουργήσει ακόμα καλύτερα για τη ρύθμιση των θερμοκρασιών στη Γη, διατηρώντας τον πλανήτη του σπιτιού μας άνετο για τη ζωή ακόμα περισσότερο από ό, τι είχε προβλέψει κανείς.
Στην εφημερίδα τους, ο Kirschvink και οι συνεργάτες του Caltech καθηγητής Yuk L. Yung, και μεταπτυχιακοί φοιτητές King-Fai Li και Kaveh Pahlevan δείχνουν ότι η ατμοσφαιρική πίεση είναι ένας παράγοντας που προσαρμόζει την παγκόσμια θερμοκρασία διευρύνοντας τις γραμμές απορρόφησης υπέρυθρων αερίων θερμοκηπίου. Το μοντέλο τους υποδηλώνει ότι μειώνοντας απλώς την ατμοσφαιρική πίεση, η διάρκεια ζωής μιας βιόσφαιρας μπορεί να επεκταθεί τουλάχιστον 2,3 δισεκατομμύρια χρόνια στο μέλλον, υπερδιπλασιάζοντας τις προηγούμενες εκτιμήσεις.
Οι ερευνητές χρησιμοποιούν μια αναλογία «κουβέρτας» για να εξηγήσουν τον μηχανισμό. Για τα αέρια του θερμοκηπίου, το διοξείδιο του άνθρακα αντιπροσωπεύεται από τις ίνες βάμβακος που συνθέτουν την κουβέρτα. «Η βαμβακερή ύφανση μπορεί να έχει τρύπες, οι οποίες επιτρέπουν τη διαρροή θερμότητας», εξηγεί ο Li, ο κύριος συγγραφέας του χαρτιού.
«Το μέγεθος των οπών ελέγχεται από την πίεση», λέει ο Yung. «Πιέστε την κουβέρτα», αυξάνοντας την ατμοσφαιρική πίεση, «και οι οπές γίνονται μικρότερες, ώστε να μπορεί να διαφύγει λιγότερη θερμότητα. Με λιγότερη πίεση, οι τρύπες γίνονται μεγαλύτερες και περισσότερη θερμότητα μπορεί να διαφύγει », λέει, βοηθώντας τον πλανήτη να ρίξει την επιπλέον θερμότητα που παράγεται από έναν πιο φωτεινό ήλιο.
Η λύση είναι να μειωθεί ουσιαστικά η συνολική πίεση της ίδιας της ατμόσφαιρας, αφαιρώντας τεράστιες ποσότητες μοριακού αζώτου, το κυρίως μη αντιδραστικό αέριο που αποτελεί περίπου το 78 τοις εκατό της ατμόσφαιρας. Αυτό θα ρυθμίσει τις θερμοκρασίες της επιφάνειας και θα επιτρέψει στο διοξείδιο του άνθρακα να παραμείνει στην ατμόσφαιρα, για να στηρίξει τη ζωή.
Αυτό δεν θα έπρεπε να γίνει συνθετικά - φαίνεται να συμβαίνει κανονικά. Η ίδια η βιόσφαιρα βγάζει άζωτο από τον αέρα, επειδή το άζωτο ενσωματώνεται στα κύτταρα των οργανισμών καθώς μεγαλώνουν και θάβεται μαζί τους όταν πεθαίνουν.
Στην πραγματικότητα, «αυτή η μείωση του αζώτου είναι κάτι που μπορεί να συμβαίνει ήδη», λέει ο Pahlevan, και αυτό συνέβη κατά τη διάρκεια της ιστορίας της Γης. Αυτό υποδηλώνει ότι η ατμοσφαιρική πίεση της Γης μπορεί να είναι τώρα χαμηλότερη από ό, τι ήταν νωρίτερα στην ιστορία του πλανήτη.
Η απόδειξη αυτής της υπόθεσης μπορεί να προέλθει από άλλες ερευνητικές ομάδες που εξετάζουν τις φυσαλίδες αερίου που σχηματίστηκαν σε αρχαίες λάβα για να προσδιορίσουν την ατμοσφαιρική πίεση του παρελθόντος: το μέγιστο μέγεθος μιας φυσαλίδας σχηματισμού περιορίζεται από την ποσότητα της ατμοσφαιρικής πίεσης, με υψηλότερες πιέσεις να παράγουν μικρότερες φυσαλίδες και το αντίστροφο.
Εάν ισχύει, ο μηχανισμός θα μπορούσε επίσης να συμβεί σε οποιονδήποτε εξωηλιακό πλανήτη με ατμόσφαιρα και βιόσφαιρα.
«Ας ελπίσουμε ότι στο μέλλον όχι μόνο θα ανιχνεύσουμε πλανήτες σαν τη γη γύρω από άλλα αστέρια, αλλά θα μάθουμε κάτι για την ατμόσφαιρα και τις περιβαλλοντικές πιέσεις», λέει ο Pahlevan. "Και αν αποδειχθεί ότι οι παλιότεροι πλανήτες τείνουν να έχουν λεπτότερη ατμόσφαιρα, θα ήταν ένδειξη ότι αυτή η διαδικασία έχει κάποια καθολικότητα."
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι μπορούν να μελετηθούν ατμόσφαιρες εξωπλανητών για να δουν αν αυτό συμβαίνει σε άλλους κόσμους.
Και αν η διάρκεια της βιωσιμότητας θα μπορούσε να είναι μεγαλύτερη στον πλανήτη μας, αυτό θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στην εύρεση έξυπνης ζωής αλλού στο Σύμπαν.
«Δεν χρειάστηκε πολύς χρόνος για την παραγωγή ζωής στον πλανήτη, αλλά χρειάζεται πολύς χρόνος για να αναπτυχθεί η προηγμένη ζωή», λέει ο Yung. Στη Γη, αυτή η διαδικασία χρειάστηκε τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια. «Η προσθήκη επιπλέον δισεκατομμυρίων ετών μας δίνει περισσότερο χρόνο για να αναπτυχθούμε και περισσότερο χρόνο για να συναντήσουμε προηγμένους πολιτισμούς, των οποίων η ύπαρξη μπορεί να παραταθεί από αυτόν τον μηχανισμό. Μας δίνει την ευκαιρία να συναντηθούμε. "
Πηγές: Χαρτί, Ατμοσφαιρική πίεση ως φυσικός ρυθμιστής του κλίματος για έναν επίγειο πλανήτη με μια βιόσφαιρα, Caltech
