Η Γη δεν θα πεθάνει μόλις σκεφτεί κανείς
Πάρτε μια βαθιά ανάσα—Η Γη δεν πρόκειται να πεθάνει μόλις το πίστεψαν οι επιστήμονες. Δύο νέες μελέτες μοντελοποίησης διαπιστώνουν ότι ο σταδιακά λαμπερός ήλιος δεν θα εξατμίσει το νερό του πλανήτη μας για τουλάχιστον άλλα 1 δισεκατομμύρια έως 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια - εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια αργότερα από ό,τι είχε προβλέψει ένα ελαφρώς παλαιότερο μοντέλο. Τα ευρήματα δεν θα αλλάξουν τα συνταξιοδοτικά σας σχέδια, αλλά θα μπορούσαν να υπονοήσουν ότι οι κατοικήσιμοι εξωγήινοι κόσμοι που μοιάζουν με τη Γη είναι πιο συνηθισμένοι από ό,τι νόμιζαν οι επιστήμονες.
Οι άνθρωποι θερμαίνουν τον πλανήτη εκπέμποντας αέρια που παγιδεύουν τη θερμότητα όπως το διοξείδιο του άνθρακα. Όμως στα παρασκήνια, μια πολύ πιο αργή, πιο θανατηφόρα διαδικασία θέρμανσης ξεδιπλώνεται. Ο ήλιος γίνεται όλο και πιο ζεστός με την πάροδο του χρόνου. Όπως συμβαίνει, περισσότερο νερό εξατμίζεται από την επιφάνεια της Γης στην ατμόσφαιρα, όπου παγιδεύει επιπλέον θερμότητα από τον πλανήτη. Αυτό το φαινόμενο του θερμοκηπίου που προκαλείται από το νερό θα συνεχίσει να ισχύει για πολύ καιρό αφού οι άνθρωποι σταματήσουν να καίνε ορυκτά καύσιμα που τώρα προσθέτουν CO2 στην ατμόσφαιρα. Τελικά, το φαινόμενο του θερμοκηπίου της Γης θα ξεφύγει από τον έλεγχο, εξατμίζοντας όλο το νερό του πλανήτη μας και τερματίζοντας τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε.
Πόσο καιρό έχει η Γη; Οι μοντελιστές του κλίματος διαφωνούν. Σε μια πρόσφατη μελέτη, ο πλανητικός επιστήμονας Ravi Kopparapu από το Pennsylvania State University (Penn State), το University Park και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν υπολογιστές για να μοντελοποιήσουν πώς η Γη θα αντιδρούσε στην αυξανόμενη ηλιακή ακτινοβολία. Μόλις 6% περισσότερο ηλιακό φως ήταν αρκετό για να εκτοξευθεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου και να εξατμιστεί το νερό της Γης, διαπίστωσαν οι ερευνητές. Με τον τρέχοντα ρυθμό ηλιακής λάμψης -λίγο πάνω από 1% κάθε 100 εκατομμύρια χρόνια- η Γη θα υποφέρει από αυτό το «θερμοκήπιο που δραπέτευσε» σε 600 εκατομμύρια έως 700 εκατομμύρια χρόνια. Η Γη θα υποστεί κάποιες προκαταρκτικές επιπτώσεις που θα οδηγήσουν σε αυτό επίσης. Μετά από μόλις 150 εκατομμύρια χρόνια, διαπίστωσαν οι ερευνητές, η στρατόσφαιρα θα ζεσταθεί αρκετά ώστε να αφήσει λίγους υδρατμούς να φτάσουν ψηλά στον ουρανό, όπου η ηλιακή ακτινοβολία θα τη διασπάσει σε μόρια που μπορούν να διαφύγουν στο διάστημα. Σε αυτό το "υγρό θερμοκήπιο", ο πλανήτης θα ήταν πολύ ζεστός για πολύπλοκη επιφανειακή ζωή, αλλά μερικοί ανθεκτικοί θαλάσσιοι οργανισμοί και μικρόβια θα μπορούσαν να επιστρατευτούν.
Αλλά όχι τόσο γρήγορα, λέει ο Eric Wolf, διδακτορικός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, Boulder. Το μοντέλο του Kopparapu είναι αρκετά υποτυπώδες, λέει ο Wolf:Αναλύει τι συμβαίνει σε μια διάσταση - το υψόμετρο. Ως αποτέλεσμα, το μοντέλο αποκλείει τα σύννεφα και εσφαλμένα υποθέτει ότι οι κλιματικοί παράγοντες όπως η υγρασία είναι ίδιοι παντού στη Γη. Ο Wolf και ο συνάδελφός του Boulder, Owen Brian Toon, προσομοίωσαν το μέλλον της Γης χρησιμοποιώντας ένα πιο ρεαλιστικό τρισδιάστατο κλιματικό μοντέλο από το Εθνικό Κέντρο Ατμοσφαιρικής Έρευνας. Το μοντέλο τους περιελάμβανε σύννεφα και μια σειρά από άλλες λεπτομέρειες, όπως οι περιφερειακές διαφορές στην υγρασία, λέει ο Wolf. Υπέθεσε επίσης ότι το ατμοσφαιρικό CO2 Τα επίπεδα θα ξεκινούσαν από 500 μέρη ανά εκατομμύριο—25% υψηλότερα από σήμερα—και θα έμεναν εκεί επ’ αόριστον.
Τότε ο Wolf και ο Toon σήκωσαν τον ήλιο. Αφού έκαναν το αστέρι μας 15,5% φωτεινότερο από ό,τι είναι σήμερα, η προσομοίωση της Γης είχε θερμανθεί από τον τρέχοντα μέσο όρο των 15°C στους 40°C. Αυτό είναι ζεστό, αλλά όχι πολύ ζεστό για να επιβιώσει το υγρό νερό. Οι ωκεανοί δεν έβρασαν. Η στρατόσφαιρα επίσης δεν θερμάνθηκε, επομένως δεν εμφανίστηκε ούτε υγρό θερμοκήπιο. Το αποτέλεσμα:Η Γη έχει τουλάχιστον 1,5 δισεκατομμύριο χρόνια για να υποστηρίξει τη ζωή, αναφέρουν οι ερευνητές αυτόν τον μήνα στο Geophysical Research Letters . Εάν οι άνθρωποι διαρκέσουν τόσο πολύ, η Γη θα ήταν γενικά άβολη για αυτούς, αλλά θα μπορούσε να ζει σε ορισμένες περιοχές ακριβώς κάτω από τις πολικές περιοχές, προτείνει ο Wolf. Η Γη θερμαίνεται πιο αργά από ό,τι στο μοντέλο του Kopparapu, εξηγεί ο Wolf, επειδή τα σύννεφα και οι ξηρές περιοχές όπως οι έρημοι, από τις οποίες έλειπε η 1D μελέτη, στέλνουν πολλή θερμότητα πίσω στο διάστημα.
Μια παρόμοια τρισδιάστατη μελέτη μοντελοποίησης του κλίματος, που αναφέρθηκε τον περασμένο μήνα στο Nature , διαπίστωσε ότι ένα θερμοκήπιο δεν θα υπήρχε για τουλάχιστον 1 δισεκατομμύριο χρόνια. Ο επικεφαλής αυτής της μελέτης - ο Jérémy Leconte, ένας αστροφυσικός τώρα στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο στον Καναδά - λέει ότι η παλαιότερη ημερομηνία της ομάδας του για τον θάνατο της Γης από αυτή του Wolf και του Toon προέρχεται εν μέρει από διαφορές στον τρόπο με τον οποίο οι μελέτες μοντελοποίησαν τα σύννεφα.
Τα τρισδιάστατα μοντέλα ρίχνουν νέο φως στο πόσο καιρό η Γη θα μπορούσε δυνητικά να υποστηρίξει ζωή, λέει ο πλανητικός επιστήμονας James Kasting από το Penn State University Park, ο οποίος δεν συμμετείχε σε καμία από τις δύο μελέτες. Ωστόσο, μπορεί να υποτιμούν ελαφρώς πόσο καιρό η Γη θα μπορούσε να υποστηρίξει τη ζωή, προτείνει. Οι μελέτες υποθέτουν ότι το CO2 Τα επίπεδα παραμένουν τα ίδια, λέει ο Κάστινγκ, αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να πέφτουν καθώς η Γη θερμαίνεται. Αυτό συμβαίνει επειδή ο σχηματισμός πετρωμάτων ανθρακικού ασβεστίου και άλλες φυσικές διαδικασίες δέσμευσης άνθρακα ενδέχεται να επιταχυνθούν σε θερμότερες συνθήκες, τραβώντας το CO2 από την ατμόσφαιρα και αμβλύνοντας τη θέρμανση τουλάχιστον προσωρινά. Προειδοποιεί επίσης ότι οι μελέτες δεν μοντελοποιούν την απόκριση της ζωής, επομένως δεν μπορούν να εκτιμήσουν πόσο θα επιβιώσει πραγματικά η ζωή.
Ο Κάστινγκ λέει ότι οι μελέτες μπορεί να είναι πιο χρήσιμες για τη βελτίωση των εκτιμήσεων των κατοικήσιμων ζωνών των αστεριών που μοιάζουν με τον ήλιο:το εύρος των αποστάσεων στις οποίες οι βραχώδεις πλανήτες σε τροχιά μπορούν να φιλοξενήσουν άφθονο υγρό νερό. Η 1D μελέτη του Kopparapu, στην οποία ο Kasting ήταν συν-συγγραφέας, πρότεινε ότι η κατοικήσιμη ζώνη του ηλιακού μας συστήματος ξεκινά από 0,97 έως 0,99 αστρονομικές μονάδες (AUs), ακριβώς μέσα στη μέση τροχιά της Γης 1 AU. Οι νέες μελέτες, αν είναι σωστές, υποδηλώνουν ότι οι κόσμοι που μοιάζουν με τη Γη που περιφέρονται γύρω από αστέρια που μοιάζουν με τον ήλιο έχουν λίγο περισσότερο χώρο αναπνοής:η μελέτη της ομάδας του Leconte δεσμεύει το εσωτερικό όριο στις 0,95 AU και των Wolf and Toon στο 0,93. Αυτή η αλλαγή θα μπορούσε να σημαίνει ότι ο γαλαξίας μας φιλοξενεί 5% έως 6% περισσότερους κατοικήσιμους πλανήτες από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως, εκτιμά ο Leconte.
