چرا زمین همچنان برای انسان‌ها قابل سکونت است؟

شرایط آب و هوایی کنونی ما با اولین فاجعه زمین فاصله زیادی دارد، اما برای میلیاردها سال زمین با این فراز و نشیب ها به حرکت خود ادامه داده است.

به گزارش تکناک، دانشمندان MIT داده‌های آب و هوایی۶۶ میلیون سال  گذشته زمین را تجزیه و تحلیل کرده‌اند و مکانیسم تثبیت‌کننده‌ای را کشف کرده‌اند که از نوسان دمای فراتر از نقطه بدون بازگشت زمین جلوگیری می‌کند.

زمین در طول تاریخ 4.5 میلیارد ساله خود، رویدادهای آتشفشانی عظیمی را تجربه کرده است که دمای جهانی را افزایش داده است، و در برخی مقاطع زمانی سرمایی بی سابقه را تجربه کرده است. مهم نیست که اوضاع چقدر بد می شود، آب و هوا در نهایت به سمت دیگری تغییر می کند، و اگرچه انقراض های دسته جمعی زیادی رخ داده است، زندگی بر روی زمین همچنان جریان دارد.

چگونه این اتفاق می افتد؟

چه چیزی زمین را از تجربه اثر گلخانه ای که زهره را به جهنمی امروزی تبدیل کرده است، باز داشته است؟ مدت‌ها گمان می‌رفت که نوعی مکانیسم بازخورد ، دمای جهانی را در محدوده پایدار و قابل سکونت نگه می‌دارد، اما شواهد مستقیمی برای وجود این مکانیزم در داده‌ها شناسایی نشده است.

بنابراین، برای مطالعه جدید، محققان MIT تصمیم گرفتند تا ببینند آیا چنین سیگنالی در داده‌های آب و هوایی باستانی ظاهر می‌شود یا خیر، و  اگر وجود دارد بر اساس چه مقیاس زمانی ممکن است عمل کند. این تیم چندین مجموعه داده بزرگ از رکوردهای دمای جهانی، از جمله هسته‌های یخی قطب جنوب و ترکیب شیمیایی فسیل‌های دریایی کوچک را که قدمت آنها به  زمان انقراض دایناسورها در ۶۶ میلیون سال پیش بازمی‌گردد، بررسی کردند.

سپس، دانشمندان یک سیستم ریاضی به نام معادلات دیفرانسیل تصادفی را اعمال کردند که برای یافتن الگوهایی در مجموعه داده‌هایی که در مقیاس‌های بزرگ در نوسان هستند، استفاده می‌شود. این تیم با استفاده از این ابزار، میانگین دمای جهانی را در طول زمان تجزیه و تحلیل کرد و به دنبال الگوهای تثبیت کننده در مقیاس های زمانی مختلف، از ده ها هزار سال، صدها هزار و تا میلیون ها سال بود.

کنستانتین آرنشیت ، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: ما متوجه شدیم که طبق این نظریه اگر بازخوردهایی در بازه‌های زمانی خاصی در تاریخ وجود داشته باشد دمای زمین را بر اساس آن پیش بینی میکند.

بدون هیچ مکانیزم بازخوردی تثبیت کننده، نوسانات دما باید در مقیاس های زمانی بزرگتر نسبت به مقیاس های کوچکتر شدیدتر به نظر برسند. اما تیم مشاهده کردند که این مورد در مقیاس میلیون‌ها سال صدق نمی‌کند، و نشان می‌دهد که یک الگوی تثبیت‌کننده در مقیاس زمانی صدها هزار سال رخ می‌دهد.

گمان می رود مکانیسم مورد بحث “هوازدگی سیلیکات” باشد، همانطور که آب باران به تدریج سنگ های سیلیکات روی سطح سیاره را می ساید، آنها تحت واکنش های شیمیایی قرار می گیرند و سرعت جذب کربن از جو را افزایش می دهد، سپس به رسوبات اقیانوس منتقل می شود. هرچه دی اکسید کربن در جو بیشتر باشد، این فرآیند سریعتر اتفاق می افتد، که می تواند به عنوان یک ترمز برای اثر گلخانه ای عمل کند.

از آنجایی که مدل ها پیش بینی میکنند هوا زدگی سیلیکات در مقیاس های زمانی صد هزار ساله عمل میکننداین مکانیسم هوا زدگی سیلیکات  مکانیسم تثبیت کننده ای است که بررسی داده ها به آن اشاره میکنند .با این حال جالب است که فقدان مکانیزمی در مقیاس های بزرگتر از یک میلیون سال نشان میدهد که شانس محض ممکن است هنوز نقشی در این مساله ایفا کند.

آرنشیت گفت: برخی می گویند شانس تصادفی به اندازه کافی برای توضیح این مساله کافی  است، و برخی دیگر می گویند باید یک بازخورد تثبیت کننده وجود داشته باشد. ما می‌توانیم مستقیماً از داده‌ها نشان دهیم که پاسخ احتمالاً جایی در این بین است. به عبارت دیگر، مقداری تثبیت وجود داشت، اما شانس محض نیز احتمالاً در قابل سکونت نگه داشتن زمین به طور مداوم نقش داشته است.

برای برخی، این ممکن است شانسی برای رهایی از  بحران آب و هوایی کنونی ما به نظر برسد، اما، البته، مقیاس زمانی بزرگ به این معنی است که بشر  و تعداد زیادی از موجودات دیگر ممکن است آنقدر عمر نکنند که بازگشت زمین از بحران های آب و هوایی  را ببینند.

آرنشیت گفت: از یک طرف، این خوب است زیرا می دانیم که گرمایش جهانی امروز در نهایت از طریق این بازخورد تثبیت کننده از بین میرود. اما از سوی دیگر، صدها هزار سال طول خواهد کشید تا این اتفاق بیفتد، بنابراین این راه حل  برای حل مسائل امروزی ما به اندازه کافی سریع نیست.