De fleste forskere spår at om en milliard år solens stadig økende stråling vil ha svidd jorden ut over vanen. En gruppe forskere fra Caltech har studert en mekanisme som kan føre til at enhver planet med levende organismer forblir beboelig lenger enn opprinnelig antatt, og kanskje doblet levetiden. Dette høres ut som gode nyheter for fremtidige innbyggere på Jorden, men også denne mekanismen kan øke sjansen for at livet andre steder i Universet kan ha tid til å gå videre til avanserte nivåer.
Forskerne sier at atmosfæretrykket er en naturlig klimaregulator for en jordisk planet med en biosfære. For tiden, og i det siste, har Jorden opprettholdt overflatetemperaturene gjennom drivhuseffekten. Det pleide å være større mengder CO2 og andre klimagasser i atmosfæren for 1 milliard år siden, noe som var en god ting. Ellers kan Jorden ha vært en frossen isbit. Men etter hvert som solens lysstyrke og varme økte etter hvert som den har eldet, har Jorden naturlig taklet ved å redusere mengden klimagasser i atmosfæren, og dermed redusere den varmeeffekten og gjøre overflaten på planeten komfortabel å bebo.
Motsatt av det de fleste forskere hevder, sier Caltech-professor Joseph L. Kirschvink at Jorden kan nærme seg det punktet hvor det ikke er nok karbondioksid igjen til å regulere temperaturer ved å bruke samme prosedyre. Men for ikke å frykte, er det en annen mekanisme på gang som kan fungere enda bedre for å regulere temperaturene på jorden, slik at hjemmeplaneten vår blir behagelig for livet enda lenger enn noen noen gang har forutsagt.
I papiret viser Kirschvink og hans samarbeidspartnere Caltech-professor Yuk L. Yung, og doktorgradsstudenter King-Fai Li og Kaveh Pahlevan at atmosfæretrykk er en faktor som justerer den globale temperaturen ved å utvide infrarøde absorpsjonslinjer av klimagasser. Deres modell antyder at ved ganske enkelt å redusere atmosfæretrykket, kan levetiden til en biosfære forlenges minst 2,3 milliarder år fremover, mer enn dobling av tidligere estimater.
Forskerne bruker en "teppe" -analogi for å forklare mekanismen. For klimagasser vil karbondioksid være representert ved at bomullsfibrene utgjør teppet. "Bomullsveven kan ha hull som gjør at varmen lekker ut," forklarer Li, hovedforfatteren av papiret.
"Størrelsen på hullene styres av trykk," sier Yung. "Klem teppet," ved å øke atmosfæretrykket, "og hullene blir mindre, slik at mindre varme kan slippe ut. Med mindre trykk blir hullene større, og mer varme kan slippe ut, sier han og hjelper planeten med å kaste den ekstra varmen som genereres av en mer lysende sol.
Løsningen er å redusere vesentlig totaltrykket i selve atmosfæren, ved å fjerne massive mengder molekylært nitrogen, den stort sett ikke-reaktive gassen som utgjør omtrent 78 prosent av atmosfæren. Dette ville regulere overflatetemperaturene og la karbondioksid forbli i atmosfæren, for å støtte liv.
Dette trenger ikke å gjøres syntetisk - det ser ut til å skje normalt. Biosfæren tar selv nitrogen ut av lufta, fordi nitrogen blir innlemmet i cellene til organismer når de vokser, og blir begravet med dem når de dør.
Faktisk er "denne reduksjonen av nitrogen noe som allerede kan skje," sier Pahlevan, og det har skjedd i løpet av jordas historie. Dette antyder at jordens atmosfæretrykk kan være lavere nå enn det var tidligere i planetenes historie.
Bevis for denne hypotesen kan komme fra andre forskningsgrupper som undersøker gassboblene dannet i eldgamle lavas for å bestemme tidligere atmosfæretrykk: den maksimale størrelsen på en formende boble begrenses av mengden atmosfæretrykk, med høyere trykk som produserer mindre bobler, og omvendt.
Hvis sant, vil mekanismen også potensielt forekomme på enhver ekstrasolar planet med en atmosfære og en biosfære.
"Forhåpentligvis vil vi i fremtiden ikke bare oppdage jordlignende planeter rundt andre stjerner, men lære noe om deres atmosfære og omgivelsestrykket," sier Pahlevan. "Og hvis det viser seg at eldre planeter har en tendens til å ha tynnere atmosfærer, ville det være en indikasjon på at denne prosessen har en viss universalitet."
Forskerne håper at atmosfærer av eksoplaneter kan studeres for å se om dette skjer på andre verdener.
Og hvis varigheten av beboelighet kan være lengre på vår egen planet, kan dette ha konsekvenser for å finne intelligent liv andre steder i universet.
"Det tok ikke så lang tid å produsere liv på planeten, men det tar veldig lang tid å utvikle avansert liv," sier Yung. På jorden tok denne prosessen fire milliarder år. "Å legge til en milliard år ekstra gir oss mer tid til å utvikle oss, og mer tid til å møte avanserte sivilisasjoner, hvis egen eksistens kan bli forlenget av denne mekanismen. Det gir oss en sjanse til å møtes. ”
Kilder: Papir, atmosfærisk trykk som en naturlig klimaregulator for en jordisk planet med en biosfære, Caltech
