De fleste forskere forudsiger, at solens stadigt stigende stråling om cirka en milliard år vil have brændt jorden ud over vane. En gruppe forskere fra Caltech har undersøgt en mekanisme, der ville få enhver planet med levende organismer til at forblive beboelig længere end oprindeligt antaget, måske fordobling af levetiden. Dette lyder som gode nyheder for fremtidige indbyggere på Jorden, men også denne mekanisme kan øge chancen for, at livet andre steder i Universet kan have tid til at gå videre til avancerede niveauer.
Forskerne siger, at atmosfæretrykket er en naturlig klimaregulator for en jordisk planet med en biosfære. I øjeblikket og tidligere har Jorden opretholdt sine overfladetemperaturer gennem drivhuseffekten. Tidligere var der større mængder CO2 og andre drivhusgasser i atmosfæren for 1 milliard år siden, hvilket var en god ting. Ellers kan Jorden have været en frossen isterning. Men efterhånden som solens lysstyrke og varme steg, efterhånden som den har ældet, har Jorden naturligvis klaret sig ved at reducere mængden af drivhusgasser i atmosfæren, og dermed reducere den opvarmende virkning og gøre planetens overflade komfortabel beboelig.
Modsat hvad de fleste forskere hævder, siger Caltech-professor Joseph L. Kirschvink, at Jorden muligvis er ved at nærme sig det punkt, hvor der ikke er nok kuldioxid tilbage til at regulere temperaturer ved hjælp af den samme procedure. Men for ikke at frygte, er der en anden mekanisme i gang, der kan fungere endnu bedre til at regulere temperaturer på Jorden, hvilket holder vores hjemmeplanet behagelig for livet endnu længere end nogen nogensinde har forudsagt.
I deres papir viser Kirschvink og hans samarbejdspartnere Caltech-professor Yuk L. Yung og kandidatstuderende King-Fai Li og Kaveh Pahlevan, at atmosfæretrykket er en faktor, der justerer den globale temperatur ved at udvide infrarøde absorptionslinjer af drivhusgasser. Deres model antyder, at ved blot at reducere atmosfæretrykket, kan en biosfæres levetid forlænges med mindst 2,3 milliarder år ind i fremtiden, hvilket mere end fordobler tidligere skøn.
Forskerne bruger en "tæppe" -analogi til at forklare mekanismen. For drivhusgasser repræsenteres kuldioxid af bomuldsfibre, der udgør tæppet. ”Bomuldsvævet kan have huller, der giver mulighed for, at varme lækker ud,” forklarer Li, papirets hovedforfatter.
”Hullens størrelse styres af tryk,” siger Yung. ”Klem tæppet,” ved at øge atmosfæretrykket, ”og hullerne bliver mindre, så mindre varme kan slippe ud. Med mindre tryk bliver hullerne større, og mere varme kan slippe ud, ”siger han og hjælper planeten med at kaste den ekstra varme, der genereres af en mere lysende sol.
Løsningen er at reducere det samlede tryk i selve atmosfæren væsentligt ved at fjerne massive mængder molekylært nitrogen, den stort set ikke-reaktive gas, der udgør omkring 78 procent af atmosfæren. Dette ville regulere overfladetemperaturerne og tillade kuldioxid at forblive i atmosfæren for at støtte liv.
Dette behøver ikke gøres syntetisk - det ser ud til at ske normalt. Biosfæren i sig selv tager nitrogen ud af luften, fordi nitrogen indarbejdes i cellerne i organismer, når de vokser, og begraves med dem, når de dør.
Faktisk “denne reduktion af nitrogen er noget, der allerede kan ske,” siger Pahlevan, og det er sket i løbet af Jordens historie. Dette antyder, at Jordens atmosfæriske tryk kan være lavere nu, end det var tidligere i klodens historie.
Bevis for denne hypotese kan komme fra andre forskningsgrupper, der undersøger gasboblerne dannet i gamle lavas for at bestemme tidligere atmosfærisk tryk: den maksimale størrelse af en formende boble begrænses af mængden af atmosfærisk tryk, med højere tryk, der producerer mindre bobler, og omvendt.
Hvis det er sandt, ville mekanismen også potentielt forekomme på enhver ekstrasolar planet med en atmosfære og en biosfære.
”Forhåbentlig vil vi i fremtiden ikke kun registrere jordlignende planeter omkring andre stjerner, men lære noget om deres atmosfære og det omgivende pres,” siger Pahlevan. "Og hvis det viser sig, at ældre planeter har tendens til at have tyndere atmosfærer, ville det være et tegn på, at denne proces har en vis universalitet."
Forskerne håber, at eksoplanets atmosfærer kan studeres for at se, om dette forekommer på andre verdener.
Og hvis varigheden af levedygtighed kan være længere på vores egen planet, kan dette have konsekvenser for at finde intelligent liv andetsteds i universet.
”Det tog ikke meget lang tid at producere liv på planeten, men det tager meget lang tid at udvikle avanceret liv,” siger Yung. På Jorden tog denne proces fire milliarder år. ”At tilføje en ekstra milliard år giver os mere tid til at udvikle os og mere tid til at støde på avancerede civilisationer, hvis egen eksistens kan forlænges af denne mekanisme. Det giver os en chance for at mødes. ”
Kilder: Papir, atmosfærisk tryk som en naturlig klimaregulator for en jordisk planet med en biosfære, Caltech
