xtock / ชัตเตอร์สต็อก

มันต้องใช้วิวัฒนาการ 3 หรือ 4 พันล้านปี ผลิต Homo sapiens หากสภาพอากาศล้มเหลวอย่างสิ้นเชิงเพียงครั้งเดียวในช่วงเวลานั้นวิวัฒนาการก็จะหยุดชะงักและเราจะไม่อยู่ที่นี่ในตอนนี้ ดังนั้นเพื่อให้เข้าใจว่าเรามาอยู่บนโลกใบนี้ได้อย่างไรเราจำเป็นต้องรู้ว่าโลกจัดการอย่างไรเพื่อให้มีชีวิตอยู่ได้นานหลายพันล้านปี

นี่ไม่ใช่ปัญหาเล็กน้อย ภาวะโลกร้อนในปัจจุบันแสดงให้เราเห็นว่าสภาพอากาศสามารถเปลี่ยนแปลงได้มากในช่วงเวลาไม่กี่ศตวรรษ ในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำได้ง่ายยิ่งขึ้น จากการคำนวณแสดงให้เห็นว่าสภาพอากาศของโลกมีความเป็นไปได้ที่จะลดลงจนมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งหรือสูงกว่าเดือดในเวลาเพียงไม่กี่ล้านปี

นอกจากนี้เรายังทราบด้วยว่าดวงอาทิตย์มีแสงสว่างมากขึ้น 30% ตั้งแต่สิ่งมีชีวิตแรกวิวัฒนาการ ตามทฤษฎีแล้วสิ่งนี้น่าจะทำให้มหาสมุทรเดือดไปในตอนนี้เนื่องจากไม่ได้เป็นเช่นนั้น โดยทั่วไป ถูกแช่แข็งบนโลกยุคแรก - สิ่งนี้เรียกว่า“ความขัดแย้งของ Sun Young ที่เป็นลม”. อย่างไรก็ตามปริศนาความเป็นอยู่นี้ได้รับการแก้ไขแล้ว

นักวิทยาศาสตร์มีสองทฤษฎีหลัก ประการแรกคือโลกสามารถมีบางสิ่งบางอย่างเช่นเทอร์โมสตัทซึ่งเป็นกลไกตอบรับ (หรือกลไก) ที่ป้องกันไม่ให้สภาพอากาศร้อนอบอ้าวถึงอุณหภูมิที่ร้ายแรง

อย่างที่สองคือจากดาวเคราะห์จำนวนมากบางทีบางดวงก็โชคดีและโลกก็เป็นหนึ่งในนั้น สถานการณ์ที่สองนี้ทำให้มีความเป็นไปได้มากขึ้นจากการค้นพบในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาของดาวเคราะห์จำนวนมากนอกระบบสุริยะของเราที่เรียกว่า ดาวเคราะห์นอกระบบ. การสังเกตทางดาราศาสตร์ของดวงดาวที่อยู่ห่างไกลบอกเราว่าหลายดวงมีดาวเคราะห์โคจรรอบพวกมันและบางดวงมีขนาดและความหนาแน่นและระยะทางโคจรที่ทำให้อุณหภูมิที่เหมาะสมกับชีวิตเป็นไปได้ในทางทฤษฎี ได้รับการประเมินว่ามีอย่างน้อย 2 พันล้านดาวเคราะห์ผู้สมัครดังกล่าว ในกาแลคซีของเราคนเดียว

 มีดาวเคราะห์นอกระบบมากมาย… แต่มีกี่ดวงที่มีสภาพอากาศที่มั่นคง? จุริก ปีเตอร์ / shutterstock

นักวิทยาศาสตร์ชอบที่จะเดินทางไปยังดาวเคราะห์นอกระบบเหล่านี้เพื่อตรวจสอบว่าดาวเคราะห์ดวงใดตรงกับเสถียรภาพทางภูมิอากาศของโลกนับพันล้านปีหรือไม่ แต่แม้กระทั่งดาวเคราะห์นอกระบบที่ใกล้ที่สุดซึ่งโคจรรอบดาวฤกษ์ พรอมินาเซ็นทอรีอยู่ห่างออกไปมากกว่าสี่ปีแสง หลักฐานเชิงสังเกตหรือการทดลองหาได้ยาก

แต่ฉันสำรวจคำถามเดียวกันนี้ผ่านการสร้างแบบจำลอง ก่อนอื่นฉันใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อจำลองวิวัฒนาการของสภาพอากาศบนดาวเคราะห์โดยทั่วไป (ไม่ใช่แค่โลก) สร้างดาวเคราะห์ 100,000 ดวงซึ่งแต่ละชุดจะมีการตอบกลับจากสภาพอากาศที่แตกต่างกันแบบสุ่ม การตอบกลับของสภาพภูมิอากาศเป็นกระบวนการที่สามารถขยายหรือลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเช่นการละลายของน้ำแข็งในทะเลในอาร์กติกซึ่งแทนที่น้ำแข็งที่สะท้อนแสงแดดด้วยทะเลเปิดที่ดูดซับแสงแดดซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนขึ้นและละลายมากขึ้น

เพื่อที่จะตรวจสอบว่าดาวเคราะห์ที่มีความหลากหลายเหล่านี้แต่ละดวงมีแนวโน้มที่จะอยู่อาศัยได้อย่างไรในช่วงเวลามหึมา (ทางธรณีวิทยา) ฉันได้จำลองทุกๆ 100 ครั้ง ทุกครั้งที่ดาวเคราะห์เริ่มต้นจากอุณหภูมิเริ่มต้นที่แตกต่างกันและมีการสุ่มตัวอย่างของเหตุการณ์สภาพอากาศที่แตกต่างกัน เหตุการณ์เหล่านี้แสดงถึงปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเช่นการปะทุของภูเขาไฟซุปเปอร์โวลคาโน (เช่น เมานต์ปินาตูโบ แต่มีขนาดใหญ่กว่ามาก) และผลกระทบของดาวเคราะห์น้อย (เช่นเดียวกับที่ฆ่าไดโนเสาร์) ในแต่ละการวิ่ง 100 ครั้งอุณหภูมิของดาวเคราะห์จะถูกติดตามจนกว่ามันจะร้อนเกินไปหรือเย็นเกินไปมิฉะนั้นจะมีชีวิตอยู่ได้ถึง 3 พันล้านปีเมื่อถึงจุดนั้นก็ถือว่าเป็นเบ้าหลอมที่เป็นไปได้สำหรับชีวิตที่ชาญฉลาด

 Climate-altering: the 1991 eruption of Mount Pinatubo in the Philippines blasted so much ash into the atmosphere that global temperatures temporarily dropped by 0.6?C. SRA Blaze Lipowski / พิคริล

ผลการจำลองให้คำตอบที่ชัดเจนสำหรับปัญหาการอยู่อาศัยนี้อย่างน้อยก็ในแง่ของความสำคัญของการตอบกลับและโชค มันหายากมาก (ในความเป็นจริงเพียงครั้งเดียวจาก 100,000 ครั้ง) สำหรับดาวเคราะห์ที่มีการตอบรับที่มีเสถียรภาพที่แข็งแกร่งเช่นนี้ซึ่งมันยังคงอยู่ได้ตลอด 100 ครั้งโดยไม่คำนึงถึงเหตุการณ์สภาพอากาศที่สุ่ม ในความเป็นจริงดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ที่อาศัยอยู่ได้อย่างน้อยหนึ่งครั้งมีจำนวนน้อยกว่า 100 เท่าจาก 3 ในเกือบทุกครั้งในการจำลองสถานการณ์เมื่อดาวเคราะห์ยังคงอยู่ได้นานถึง XNUMX พันล้านปีส่วนหนึ่งเป็นเรื่องโชคดี ในขณะเดียวกันโชคก็แสดงให้เห็นว่าไม่เพียงพอ ดาวเคราะห์ที่ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษให้ไม่มีการตอบรับเลยไม่เคยอยู่อาศัย การเดินเล่นแบบสุ่มซึ่งเต็มไปด้วยเหตุการณ์สภาพอากาศไม่เคยกินเวลานาน

 การดำเนินการซ้ำในการจำลองไม่เหมือนกัน: ดาวเคราะห์ที่แตกต่างกัน 1,000 ดวงถูกสร้างขึ้นแบบสุ่มและแต่ละดวงจะทำงานสองครั้ง (a) ผลลัพธ์ในการรันครั้งแรก (b) ผลลัพธ์ในการรันครั้งที่สอง วงกลมสีเขียวแสดงถึงความสำเร็จ (อยู่ได้นาน 3 พันล้านปี) และความล้มเหลวสีดำ โทบี้ ไทเรล, ผู้เขียนให้ไว้

ผลลัพธ์โดยรวมนี้ผลลัพธ์ส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับผลตอบรับและบางส่วนขึ้นอยู่กับโชคมีความแข็งแกร่ง การเปลี่ยนแปลงทุกประเภทในการสร้างแบบจำลองไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลง โดยนัยแล้ว Earth จึงต้องมีผลตอบรับที่ทำให้สภาพอากาศมีเสถียรภาพ แต่ในขณะเดียวกัน ความโชคดี ยังต้องมีส่วนร่วมในการอยู่อาศัย ตัวอย่างเช่นหากดาวเคราะห์น้อยหรือเปลวสุริยะมีขนาดใหญ่กว่าที่เป็นอยู่เล็กน้อยหรือเกิดขึ้นในเวลาที่แตกต่างกันเล็กน้อย (วิกฤตกว่า) เราอาจจะไม่อยู่ที่นี่บนโลกในวันนี้ ให้มุมมองที่แตกต่างออกไปว่าเหตุใดเราจึงสามารถมองย้อนกลับไปที่ประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตที่น่าทึ่งขยายออกไปอย่างมหาศาลและมีการพัฒนาและมีความหลากหลายและซับซ้อนมากขึ้นจนถึงจุดที่ก่อให้เกิดกับเรา

ศาสตราจารย์ Toby Tyrrell กล่าวถึงงานวิจัยของเขา

{ชื่อ Y=K7hCh6v7HNs}

เกี่ยวกับผู้เขียน

Toby Tyrrell ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ระบบโลก University of Southampton

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

อนาคตที่เราเลือก: เอาชีวิตรอดจากวิกฤติสภาพภูมิอากาศ

โดย Christiana Figueres และ Tom Rivett-Carnac

ผู้เขียนซึ่งมีบทบาทสำคัญในข้อตกลงปารีสว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ นำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์สำหรับการจัดการวิกฤตสภาพภูมิอากาศ รวมถึงการดำเนินการส่วนบุคคลและส่วนรวม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

โลกที่ไม่มีใครอยู่: ชีวิตหลังความร้อน

โดย David Wallace-Wells

หนังสือเล่มนี้สำรวจผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ไม่ถูกตรวจสอบ ซึ่งรวมถึงการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ การขาดแคลนอาหารและน้ำ และความไม่มั่นคงทางการเมือง

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

กระทรวงเพื่ออนาคต: นวนิยาย

โดย Kim Stanley Robinson

นวนิยายเรื่องนี้จินตนาการถึงโลกในอนาคตอันใกล้ที่ต้องต่อสู้กับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และนำเสนอวิสัยทัศน์ว่าสังคมจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรเพื่อรับมือกับวิกฤต

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

ภายใต้ท้องฟ้าสีขาว: ธรรมชาติแห่งอนาคต

โดย Elizabeth Kolbert

ผู้เขียนสำรวจผลกระทบที่มนุษย์มีต่อโลกธรรมชาติ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และศักยภาพในการแก้ปัญหาทางเทคโนโลยีเพื่อจัดการกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

การเบิกถอน: แผนที่ครอบคลุมมากที่สุดที่เคยเสนอเพื่อย้อนกลับภาวะโลกร้อน

เรียบเรียงโดย พอล ฮอว์เกน

หนังสือเล่มนี้นำเสนอแผนที่ครอบคลุมสำหรับการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ รวมถึงการแก้ปัญหาจากหลากหลายภาคส่วน เช่น พลังงาน เกษตรกรรม และการขนส่ง

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ