[/شرح]
يتوقع معظم العلماء أنه في غضون حوالي مليار سنة ، فإن إشعاع الشمس المتزايد باستمرار سيحرق الأرض إلى ما هو أبعد من صلاحيتها للسكنى. سيكون الهواء القابل للتنفس محمصًا ، وسيختفي ثاني أكسيد الكربون الذي يستخدم كغذاء للحياة النباتية ، وسوف تتبخر المحيطات ؛ وستختفي كل الكائنات الحية. أو ربما لا. قامت مجموعة من الباحثين من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بدراسة آلية من شأنها أن تجعل أي كوكب به كائنات حية يبقى صالحًا للسكن لفترة أطول مما كان يعتقد في الأصل ، وربما يضاعف من العمر الافتراضي. يبدو هذا بمثابة أخبار جيدة لسكان الأرض في المستقبل ، ولكن أيضًا ، يمكن أن تزيد هذه الآلية من فرصة أن الحياة في مكان آخر في الكون قد يكون لديها الوقت للتقدم إلى مستويات متقدمة.
يقول الباحثون ذلك الضغط الجوي هو منظم طبيعي للمناخ لكوكب أرضي مع محيط حيوي. حاليًا ، وفي الماضي ، حافظت الأرض على درجات حرارة سطحها من خلال ظاهرة الاحتباس الحراري. كانت هناك كميات أكبر من ثاني أكسيد الكربون وغازات الاحتباس الحراري الأخرى في الغلاف الجوي منذ مليار سنة ، وهو أمر جيد. خلاف ذلك ، قد تكون الأرض مكعب ثلج متجمد. ولكن مع زيادة سطوع الشمس وحرارة الشمس مع تقدم العمر ، تأقلمت الأرض بشكل طبيعي عن طريق تقليل كمية غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، وبالتالي تقليل تأثير الاحترار وجعل سطح الكوكب صالحًا للسكن بشكل مريح.
على عكس ما يزعمه معظم العلماء ، يقول أستاذ معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا جوزيف إل كيرشفينك إن الأرض ربما تقترب من النقطة التي لا يتبقى فيها ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون لتنظيم درجات الحرارة باستخدام نفس الإجراء. ولكن لا داعي للقلق ، فهناك آلية أخرى جارية قد تعمل بشكل أفضل لتنظيم درجات الحرارة على الأرض ، مما يجعل كوكبنا الأصلي مريحًا للحياة لفترة أطول مما توقعه أي شخص.
الضغط الجوي: Credit: Hulu.com
في ورقتهم البحثية ، أظهر كيرشفينك ومساعدوه الأستاذ في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا يوك إل يونغ وطلاب الدراسات العليا كينج فاي لي وكافيه باهليفان أن الضغط الجوي هو عامل يضبط درجة الحرارة العالمية عن طريق توسيع خطوط امتصاص الأشعة تحت الحمراء لغازات الدفيئة. يشير نموذجهم إلى أنه بمجرد تقليل الضغط الجوي ، يمكن إطالة عمر المحيط الحيوي على الأقل 2.3 مليار سنة في المستقبل ، أي أكثر من ضعف التقديرات السابقة.
يستخدم الباحثون القياس 'الشامل' لشرح الآلية. بالنسبة لغازات الدفيئة ، سيمثل ثاني أكسيد الكربون بألياف القطن التي تشكل البطانية. يوضح لي ، المؤلف الرئيسي للورقة: 'قد يكون لنسج القطن ثقوب ، مما يسمح للحرارة بالتسرب'.
يقول يونغ: 'يتم التحكم في حجم الثقوب عن طريق الضغط'. 'اضغط على البطانية' عن طريق زيادة الضغط الجوي ، 'وتصبح الثقوب أصغر ، وبالتالي يمكن أن تتسرب حرارة أقل. مع ضغط أقل ، تصبح الثقوب أكبر ، ويمكن أن يهرب المزيد من الحرارة ، 'كما يقول ، مما يساعد الكوكب على التخلص من الحرارة الزائدة الناتجة عن أشعة الشمس الأكثر سطوعًا.
الحل هو تقليل الضغط الكلي للغلاف الجوي نفسه إلى حد كبير ، عن طريق إزالة كميات هائلة من النيتروجين الجزيئي ، وهو الغاز غير التفاعلي إلى حد كبير والذي يشكل حوالي 78٪ من الغلاف الجوي. هذا من شأنه أن ينظم درجات حرارة السطح ويسمح لثاني أكسيد الكربون بالبقاء في الغلاف الجوي ، لدعم الحياة.
هذا ليس من الضروري أن يتم صناعته - يبدو أنه يحدث بشكل طبيعي. يزيل المحيط الحيوي نفسه النيتروجين من الهواء ، لأن النيتروجين يندمج في خلايا الكائنات الحية أثناء نموها ، ويُدفن معها عندما تموت.
في الواقع ، 'هذا الانخفاض في النيتروجين هو أمر قد يحدث بالفعل' ، كما يقول باهليفان ، وقد حدث ذلك على مدار تاريخ الأرض. يشير هذا إلى أن الضغط الجوي للأرض قد يكون أقل الآن مما كان عليه في وقت سابق في تاريخ الكوكب.
عالم محتمل صالح للسكن؟ الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث
قد يأتي إثبات هذه الفرضية من مجموعات بحثية أخرى تقوم بفحص فقاعات الغاز المتكونة في الحمم القديمة لتحديد الضغط الجوي السابق: الحد الأقصى لحجم الفقاعة المتكونة مقيد بكمية الضغط الجوي ، مع ارتفاع الضغوط التي تنتج فقاعات أصغر ، و والعكس صحيح.
إذا كان هذا صحيحًا ، فمن المحتمل أن تحدث الآلية أيضًا على أي كوكب خارج المجموعة الشمسية له غلاف جوي ومحيط حيوي.
يقول باهليفان: 'نأمل في المستقبل ألا نكتشف فقط الكواكب الشبيهة بالأرض حول النجوم الأخرى ، بل نتعلم شيئًا عن غلافها الجوي والضغوط المحيطة'. 'وإذا اتضح أن الكواكب القديمة تميل إلى أن يكون لها أغلفة جوية أقل سمكًا ، فسيكون ذلك مؤشرًا على أن هذه العملية لها بعض الشمولية.'
يأمل الباحثون في إمكانية دراسة الغلاف الجوي للكواكب الخارجية لمعرفة ما إذا كان هذا يحدث في عوالم أخرى.
وإذا كان من الممكن أن تكون مدة الصلاحية للسكن أطول على كوكبنا ، فقد يكون لذلك آثار على إيجاد حياة ذكية في مكان آخر من الكون.
يقول يونغ: 'لم يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لإنتاج الحياة على هذا الكوكب ، ولكن الأمر استغرق وقتًا طويلاً لتطوير حياة متقدمة'. على الأرض ، استغرقت هذه العملية أربعة مليارات سنة. 'إن إضافة مليار سنة إضافية يمنحنا مزيدًا من الوقت للتطور ، ومزيدًا من الوقت لمواجهة الحضارات المتقدمة ، التي قد يطيل وجودها بسبب هذه الآلية. يمنحنا فرصة للقاء '.
المصادر: الورق ، الضغط الجوي كمنظم طبيعي للمناخ لكوكب أرضي مع محيط حيوي ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا