دانشمندان طول عمر نهایی بیوسفر زمین را محاسبه كردند

دانشمندان طول عمر نهایی بیوسفر زمین را محاسبه كردندعلوم پایه و مهندسیعلمیسه‌شنبه ۹ بهمن ۱۴۰۳ - ۲۰:۵۵مطالعه 4 دقیقهآنیتا طاهرانپورتبلیغاتمشاهده همه ویدئو‌هاتبلیغاتتبلیغاتخورشید در حال درخشان‌تر شدن است و طی ۱٫۶ میلیارد سال آینده، این تغییر می‌تواند با كاهش شدید كربن جو، بقای حیات و تكامل زیستی زمین را به چالش بكشد .

تبلیغاتاگر حیات زمین از آنتروپوسِن یا دوره‌ی زمین‌شناسی متاثر از فعالیت‌های انسان جان سالم به در ببرد، در نهایت با تهدید دیگری از فضا مواجه خواهد شد و آن خورشید حیات‌بخش خودمان است.خورشید با گذر زمان و افزایش سن درخشان‌تر می‌شود .

این تغییر به‌طور اجتناب‌ناپذیر چرخه‌ی حساس كربن در زمین را مختل می‌كند و باعث كاهش دی اكسید كربن اتمسفری می‌شود تا جایی كه گیاهان از گرسنگی خواهند مرد.به‌گزارش ساینس‌آلرت، آر‌جی گراهام، ژئوفیزیكدان دانشگاه شیكاگو، با كمك همكارانش در تحقیق جدیدی نشان می‌دهند كه خوشبختانه كاهش شدید دی‌اكسید كربن حداقل تا ۱٫۶ میلیارد سال آینده رخ نخواهد داد .

چنین یافته‌ای افق زمانی حیات زمینی را به‌شكل چشمگیر گسترش می‌دهد؛ به‌طوری كه طول عمر پیش‌بینی‌شده‌ی گیاهان و جانوران را تقریباً دو برابر می‌كند.كاهش دی‌اكسید كربن در زمین حداقل تا ۱٫۶ میلیارد سال آینده رخ نخواهد دادیافته‌های مطالعه خبر بسیار خوبی برای برای افرادی است كه به حیات فرازمینی امیدوارند؛ زیرا نتایج مطالعه، تخمین‌های پیشین درباره‌ی مدت زمانی را كه زمین می‌تواند یك زیست‌كره‌ی فعال را حفظ كند، به‌شدت گسترش می‌دهد .

بدین ترتیب، می‌توانیم یافته‌های مطالعه را به سیاره‌های فراخورشیدی تعمیم دهیم.گراهام و تیمش در مقاله‌ی خود می‌نویسند: نتایج نشان می‌دهد كه پیدایش حیات هوشمند ممكن است فرآیندی آسان‌تر و بنابراین رایج‌تر از آن چیزی باشد كه برخی نویسندگان قبلی استدلال كرده‌اند .

با‌این‌حال محققان اشاره می‌كنند ازآن‌جایی كه احتمال وقوع برخی مراحل سخت تشكیل حیات ممكن است پایین باشد، حیات هوشمند احتمالاً حتی در این شرایط نیز بسیار نادر خواهد بود.جدول زمانی طولانی‌تر، امید را برای تكامل حیات فرازمینی پیچیده و حتی هوشمند افزایش می‌دهد؛ زیرا زمین تنها مرجع داده‌های ما برای چنین احتمالاتی است .

در‌حالی‌كه ممكن‌ است گرم‌شدن تدریجی خورشید در كاهش سطح كربن غیرمعمول به نظر برسد، سرعت آهسته آن فرآیندهای زمین‌شناسی مانند هوازدگی سیلیكات را به پیش می‌برد و در نهایت سرنوشت حیات روی زمین را شكل می‌دهد .

با گذشت زمان، هوازدگی سنگ‌های سیلیكات زمین توسط باد و باران باعث می‌شود آن‌ها دی‌اكسید كربن را جذب كنند كه اغلب توسط فرآیندهای زمین‌شناسی مدفون می‌شود و بعداً توسط فعالیت‌های آتشفشانی در جو آزاد می‌شود و چرخه ژئوشیمیایی كربنات-سیلیكات را تكمیل می‌كند .

این چرخه اصلی كربن معدنی زمین است و دی‌اكسید كربن اتمسفر زمین را در مقیاس‌های زمانی میلیون‌ها سال تغییر می‌دهد.فرآیندهای مختلف در چرخه‌ی كربنات سیلیكات و واكنش‌های شیمیایی هر كدام از آن‌هاعكاس: Gretashum / Wikipediaاز آنجایی كه خورشید هر یك میلیارد سال ۱۰ درصد روشن‌تر می‌شود، به تدریج زمین را گرم می‌كند و باعث هوازدگی بیشتر و جذب دی‌اكسید كربن بیشتری از جو می‌شود كه خبر بدی برای گیاهان و تمام حیات‌های وابسته به آن‌ها است .

محققان توضیح می‌دهند كه این روند محیطیِ پرتنش، برای گیاهان خشكی ایجاد می‌كند و در نهایت آن‌ها را یا از طریق كمبود دی‌اكسید كربن در نقطه‌ی جبران كربن یا از طریق گرمای بیش از حد در آستانه‌ دمای بالای آ‌ن‌ها، به سمت انقراض سوق می‌دهد .

اما گراهام و تیمش دریافتند همان‌طور كه داده‌های اخیر نشان می‌دهد، با توجه به اینكه هوازدگی به‌طور ضعیفی وابسته به دما است، تعامل بین اقلیم، تولید زیستی و هوازدگی باعث كند‌شدن و حتی معكوس‌شدن موقت كاهش دی‌اكسید كربن می‌شود و انقراض گیاهان را تا ۱٫۸۶ میلیارد سال دیگر به تأخیر می‌اندازد .

بازخورد چرخه‌ی كربنات سیلیكاتعكاس: Gretashum / Wikipediaبا‌این‌حال، محققان هشدار می دهند كه مدل‌های آن‌ها همه‌ی متغیرها، مانند بازخورد ابرها و چرخه‌ی آب كه می‌تواند نتایج را تغییر دهد، در نظر نمی‌گیرند .

برای محاسبات دقیق‌تر در آینده‌ و تعیین كمیت‌ها و تأثیر آن‌ها بر طول عمر زیست كره، مدل‌سازی‌های پیچیده‌تر، مانند مدل‌های اقلیمی جهانی متصل به مدل‌های زمینی تعاملی با پوشش گیاهی دینامیك، لازم است.بیشتر بدانیمچرا هرگز در فضا زندگی نخواهیم كرد5 مهر 02مطالعه '9تایم لپس خیره‌كننده از پالس حیات روی كره‌ زمین6 آذر 96مطالعه '3زمین خانه ما: از سیاره آبی چه می‌دانیم؟ (قسمت اول)14 خرداد 98مطالعه '19گراهام و تیمش در چندین سناریو، دریافتند گیاهان C3 كه بخش عمده‌ای از پوشش گیاهی زمین را تشكیل می‌دهند و فتوسنتز آن‌ها در شرایط روشن‌تر و گرم‌تر كارایی كمتری دارد، قبل از گیاهان C4 منقرض می‌شوند .

حدود ۵۰۰ میلیون سال زمان باقی می‌ماند كه تنها گیاهان C4 مانند نیشكر و ذرت وجود خواهند داشت.كاهش پوشش گیاهی بدون شك باعث كاهش حیات جانوری نیز خواهد شد، زیرا غذا كاهش یافته و اكسیژن به‌طرز بسیار شدیدی افت خواهد كرد .

اما شاید برخی میكروب‌های بی‌هوازی تا زمانی كه خورشید قدرتمندتر شود و اقیانوس‌ها را تبخیر كند، زنده بمانند. البته، اگر ما انسان‌ها پیش از این اتفاق‌ها، با تغییرات اقلیمی گسترده، زندگی‌های عظیمی را از بین نبریم .

گراهام و همكارانش می‌نویسند: «اگر حیات، فراتر از زمین رایج باشد، نتیجه‌گیری ما ممكن است با مشاهدات آتی نشانه‌های زیستی در سیارات فراخورشیدی قابل‌آزمایش باشد.»تحقیق در مجله‌ی The Planetary Science منتشر شده است .