xtock / shutterstock
Ia memerlukan evolusi 3 atau 4 bilion tahun untuk menghasilkan Homo sapiens. Sekiranya iklim benar-benar gagal hanya sekali dalam waktu itu, evolusi akan terhenti dan kita tidak akan berada di sini sekarang. Oleh itu, untuk memahami bagaimana kita wujud di planet Bumi, kita perlu mengetahui bagaimana Bumi berjaya kekal sihat selama berbilion tahun.
Ini bukan masalah remeh. Pemanasan global semasa menunjukkan kepada kita bahawa iklim dapat berubah dengan ketara walaupun beberapa abad. Lebih mengikut skala masa geologi, perubahan iklim menjadi lebih mudah. Pengiraan menunjukkan bahawa ada kemungkinan iklim Bumi merosot hingga suhu di bawah beku atau di atas mendidih hanya dalam beberapa juta tahun.
Kita juga tahu bahawa Matahari telah menjadi 30% lebih bercahaya sejak kehidupan pertama kali berkembang. Secara teori, ini seharusnya menyebabkan lautan mendidih sekarang, mengingat tidak umumnya beku di Bumi awal - ini dikenali sebagai "paradoks Matahari muda pengsan" Namun, bagaimanapun, teka-teki kebiasaan ini berjaya diselesaikan.
Para saintis telah menghasilkan dua teori utama. Yang pertama adalah bahawa Bumi dapat memiliki sesuatu seperti termostat - mekanisme maklum balas (atau mekanisme) yang mencegah iklim mengembara ke suhu yang membawa maut.
Yang kedua adalah, dari sebilangan besar planet, mungkin ada yang berjaya melalui keberuntungan, dan Bumi adalah salah satu dari mereka. Senario kedua ini dibuat lebih masuk akal oleh penemuan dalam beberapa dekad kebelakangan ini mengenai banyak planet di luar sistem suria kita - yang disebut exoplanets. Pemerhatian astronomi bintang-bintang jauh memberitahu kita bahawa banyak planet mempunyai planet yang mengorbitnya, dan ada yang berukuran dan berketumpatan dan jarak orbit sehingga suhu yang sesuai untuk kehidupan mungkin secara teori. Telah dianggarkan sekurang-kurangnya ada 2 bilion planet calon itu di galaksi kita sahaja.
Terdapat banyak eksoplanet… tetapi berapa banyak yang mempunyai iklim yang stabil? Jurik Peter / shutterstock
Para saintis ingin melakukan perjalanan ke eksoplanet ini untuk menyiasat apakah ada yang sesuai dengan kestabilan iklim bumi selama satu bilion tahun. Tetapi bahkan eksoplanet terdekat, yang mengorbit bintang Proxima Centauri, berada lebih dari empat tahun cahaya. Bukti pemerhatian atau eksperimen sukar didapat.
Sebagai gantinya, saya meneroka persoalan yang sama melalui pemodelan. Dengan menggunakan program komputer yang dirancang untuk mensimulasikan evolusi iklim pada planet secara umum (bukan hanya Bumi), pertama saya menghasilkan 100,000 planet, masing-masing dengan kumpulan maklum balas iklim yang berbeza secara rawak. Maklum balas iklim adalah proses yang dapat memperkuat atau mengurangkan perubahan iklim - fikirkan misalnya pencairan es laut di Kutub Utara, yang menggantikan ais yang memantulkan cahaya matahari dengan laut terbuka yang menyerap cahaya matahari, yang seterusnya menyebabkan lebih banyak pemanasan dan pencairan.
Untuk menyelidiki kemungkinan setiap planet yang beragam ini dapat dihuni dalam skala waktu (geologi) yang sangat besar, saya membuat simulasi setiap 100 kali. Setiap kali planet bermula dari suhu awal yang berbeza dan terdedah kepada sekumpulan peristiwa iklim yang berlainan secara rawak. Kejadian ini mewakili faktor perubahan iklim seperti letusan supervolcano (seperti Gunung Pinatubo tetapi jauh lebih besar) dan kesan asteroid (seperti yang membunuh dinosaur). Pada setiap 100 larian, suhu planet ini dilacak hingga menjadi terlalu panas atau terlalu dingin atau bertahan selama 3 miliar tahun, dan pada saat itu dianggap sebagai kemungkinan yang tepat untuk kehidupan yang cerdas.
Perubahan Iklim: letusan Gunung Pinatubo pada tahun 1991 di Filipina meletupkan banyak abu ke atmosfer sehingga suhu global turun sementara 0.6˚C SRA Blaze Lipowski / picryl
Hasil simulasi memberikan jawapan yang pasti untuk masalah kebiasaan ini, sekurang-kurangnya dari segi kepentingan maklum balas dan keberuntungan. Sangat jarang (pada kenyataannya, hanya satu kali dari 100,000) planet mempunyai maklum balas penstabil yang kuat sehingga ia dapat dihuni 100 kali, tanpa mengira kejadian iklim secara rawak. Sebenarnya, kebanyakan planet yang dapat dihuni sekurang-kurangnya sekali, melakukannya kurang dari sepuluh kali daripada 100. Pada hampir setiap kesempatan dalam simulasi ketika sebuah planet tetap dapat dihuni selama 3 miliar tahun, itu sebagian tidak beruntung. Pada masa yang sama, nasib dengan sendirinya terbukti tidak mencukupi. Planet yang direka khas untuk tidak mempunyai maklum balas sama sekali, tidak pernah dapat dihuni; jalan-jalan secara rawak, dikelilingi oleh peristiwa iklim, tidak pernah berlangsung.
Larian ulangan dalam simulasi tidak serupa: 1,000 planet berbeza dihasilkan secara rawak dan masing-masing dijalankan dua kali. (a) keputusan pada larian pertama, (b) hasil pada larian kedua. Lingkaran hijau menunjukkan kejayaan (tetap dapat dihuni selama 3 bilion tahun) dan kegagalan hitam. Toby Tyrrell, Pengarang disediakan
Hasil keseluruhan ini, hasilnya sebahagiannya bergantung pada maklum balas dan sebahagian dari keberuntungan, adalah kuat. Segala macam perubahan pada pemodelan tidak mempengaruhinya. Oleh itu, secara implikasinya, Bumi mesti mempunyai maklum balas penstabil iklim tetapi pada masa yang sama nasib baik mesti juga terlibat di dalamnya agar dapat dihuni. Sekiranya, misalnya, suar asteroid atau suria sedikit lebih besar daripada itu, atau berlaku pada waktu yang sedikit berbeza (lebih kritikal), kita mungkin tidak akan berada di Bumi hari ini. Ini memberikan perspektif yang berbeza tentang mengapa kita dapat melihat kembali sejarah kehidupan Bumi yang luar biasa, sangat luas, berkembang dan mempelbagaikan dan menjadi semakin kompleks sehingga ia menimbulkan kita.
Profesor Toby Tyrrell membincangkan penyelidikannya.
Tentang Pengarang
Toby Tyrrell, Profesor Sains Sistem Bumi, Universiti Southampton
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku-buku yang berkaitan
Bumi yang tidak boleh didiami: Kehidupan Selepas Edisi Kindle Pemanasan
oleh David Wallace-Wells
Lebih buruk lagi, lebih buruk daripada yang anda fikirkan. Sekiranya kebimbangan anda tentang pemanasan global dikuasai oleh ketakutan kenaikan paras laut, anda tidak menggaru permukaan teror yang mungkin. Di California, kebakaran hutan kini marah sepanjang tahun, memusnahkan ribuan rumah. Di seluruh Amerika Syarikat, ribut "500-year" memmel komuniti bulan demi bulan, dan banjir menggantikan puluhan juta setiap tahun. Ini hanya pratonton perubahan yang akan datang. Dan mereka akan datang dengan cepat. Tanpa revolusi bagaimana berbilion manusia menjalankan kehidupan mereka, sebahagian Bumi dapat menjadi hampir tidak dapat didiami, dan bahagian-bahagian lain yang tidak menyenangkan, secepat akhir abad ini. Tersedia di Amazon
Akhir Ais: Mempunyai Kesaksian dan Menemukan Maksud di Jalan Gangguan Iklim
oleh Dahr Jamail
Selepas hampir sedekad di luar negara sebagai wartawan perang, wartawan yang terkenal, Dahr Jamail kembali ke Amerika untuk memperbaharui keghairahannya untuk mendaki gunung, hanya untuk mengetahui bahawa cerun yang pernah ditinggikannya telah berubah secara tidak berubah oleh gangguan iklim. Sebagai tindak balas, Jamail memulakan perjalanan ke garis depan geografi krisis ini-dari Alaska ke Great Barrier Reef Australia, melalui hutan hujan Amazon-untuk mengetahui kesan alam dan manusia akibat kehilangan ais. Tersedia di Amazon
Bumi Kita, Spesies-Spesies Kita, Seluruh Kita: Bagaimana Meningkatkan Sedang Mewujudkan Dunia yang Mampan
oleh Ellen Moyer
Sumber yang paling sukar adalah masa. Dengan tekad dan tindakan, kami boleh melaksanakan penyelesaian dan bukannya duduk di luar menanggung kesan yang berbahaya. Kita layak, dan boleh mempunyai, kesihatan yang lebih baik dan persekitaran yang lebih bersih, iklim yang stabil, ekosistem yang sihat, penggunaan sumber yang mampan, dan kurang memerlukan kawalan kerosakan. Kami mempunyai banyak manfaat. Melalui sains dan cerita, Bumi kami, Spesies kami, Selves kami menjadikan kes harapan, optimis, dan penyelesaian praktikal yang kami dapat mengambil secara individu dan kolektif untuk menghidupkan teknologi kami, hijau ekonomi kami, menguatkan demokrasi kami, dan mewujudkan kesetaraan sosial. Tersedia di Amazon
Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.
