Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?

Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào? xtock / shutterstock

Nó đã tiến hóa 3 hoặc 4 tỷ năm để sản xuất Homo sapiens. Nếu khí hậu hoàn toàn thất bại chỉ một lần trong thời gian đó thì quá trình tiến hóa sẽ dừng lại và chúng ta sẽ không ở đây bây giờ. Vì vậy, để hiểu làm thế nào chúng ta đến để tồn tại trên hành tinh Trái đất, chúng ta sẽ cần biết làm thế nào Trái đất xoay sở để duy trì sự sống trong hàng tỷ năm.

Đây không phải là một vấn đề tầm thường. Sự nóng lên toàn cầu hiện nay cho chúng ta thấy rằng khí hậu có thể thay đổi đáng kể trong suốt vài thế kỷ. Qua các khoảng thời gian địa chất, việc thay đổi khí hậu thậm chí còn dễ dàng hơn. Các tính toán cho thấy có khả năng khí hậu Trái đất xấu đi đến nhiệt độ dưới mức đóng băng hoặc trên mức sôi chỉ trong vài triệu năm tới.

Chúng ta cũng biết rằng Mặt trời đã trở nên sáng hơn 30% kể từ khi sự sống lần đầu tiên phát triển. Về lý thuyết, điều này lẽ ra đã khiến các đại dương sôi lên ngay bây giờ, vì chúng không nói chung đóng băng trên Trái đất sơ khai - điều này được gọi là “nghịch lý mặt trời trẻ mờ nhạt”. Tuy nhiên, bằng cách nào đó, câu đố về khả năng sinh sống này đã được giải.

Các nhà khoa học đã đưa ra hai giả thuyết chính. Thứ nhất là Trái đất có thể sở hữu thứ gì đó giống như một máy điều nhiệt - một cơ chế phản hồi (hoặc các cơ chế) ngăn khí hậu đi đến nhiệt độ chết người.

Thứ hai là, trong số rất nhiều hành tinh, có lẽ một số hành tinh vượt qua được nhờ may mắn, và Trái đất là một trong số đó. Kịch bản thứ hai này được đưa ra hợp lý hơn bởi những khám phá trong những thập kỷ gần đây của nhiều hành tinh bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta - cái gọi là ngoại hành tinh. Các quan sát thiên văn về các ngôi sao ở xa cho chúng ta biết rằng nhiều hành tinh có quay quanh chúng, và một số có kích thước, mật độ và khoảng cách quỹ đạo sao cho có thể có nhiệt độ thích hợp cho sự sống về mặt lý thuyết. Người ta ước tính rằng có ít nhất 2 tỷ hành tinh ứng cử viên như vậy trong thiên hà của chúng ta.

Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào? Có rất nhiều ngoại hành tinh… nhưng có bao nhiêu hành tinh có khí hậu ổn định? Jurik Peter / shutterstock

Các nhà khoa học rất thích du hành đến những hành tinh ngoài hành tinh này để tìm hiểu xem liệu có hành tinh nào trong số chúng phù hợp với sự ổn định khí hậu hàng tỷ năm của Trái đất hay không. Nhưng ngay cả những hành tinh ngoài hành tinh gần nhất, những hành tinh quay quanh ngôi sao Proxima Centauri, cách chúng ta hơn bốn năm ánh sáng. Khó có bằng chứng quan sát hoặc thực nghiệm.

Thay vào đó, tôi khám phá câu hỏi tương tự thông qua mô hình hóa. Sử dụng một chương trình máy tính được thiết kế để mô phỏng sự tiến hóa khí hậu trên các hành tinh nói chung (không chỉ Trái đất), trước tiên tôi tạo ra 100,000 hành tinh, mỗi loại có một nhóm phản hồi khí hậu khác nhau ngẫu nhiên. Phản hồi khí hậu là các quá trình có thể khuếch đại hoặc giảm bớt sự thay đổi khí hậu - ví dụ như băng tan ở biển ở Bắc Cực, thay thế băng phản xạ ánh sáng mặt trời bằng biển mở hấp thụ ánh sáng mặt trời, do đó gây ra hiện tượng nóng lên và tan chảy nhiều hơn.

Để khảo sát khả năng từng hành tinh trong số các hành tinh đa dạng này có thể sinh sống được qua các khoảng thời gian (địa chất) khổng lồ, tôi đã mô phỏng mỗi hành tinh 100 lần. Mỗi lần hành tinh bắt đầu từ một nhiệt độ ban đầu khác nhau và tiếp xúc với một loạt các sự kiện khí hậu khác nhau ngẫu nhiên. Những sự kiện này đại diện cho các yếu tố làm thay đổi khí hậu chẳng hạn như phun trào siêu núi lửa (như Núi Pinatubo nhưng lớn hơn nhiều) và tác động của tiểu hành tinh (như vụ giết khủng long). Trên mỗi 100 lần chạy, nhiệt độ của hành tinh được theo dõi cho đến khi nó trở nên quá nóng hoặc quá lạnh hoặc nếu không đã tồn tại trong 3 tỷ năm, tại thời điểm đó, nó được coi là một yếu tố có thể cho sự sống thông minh.

Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào? Biến đổi khí hậu: vụ phun trào năm 1991 của Núi Pinatubo ở Philippines đã thổi bay nhiều tro bụi vào bầu khí quyển khiến nhiệt độ toàn cầu tạm thời giảm 0.6 ° C. SRA Blaze Lipowski / picryl

Kết quả mô phỏng đưa ra câu trả lời chắc chắn cho vấn đề về khả năng sinh sống này, ít nhất là về tầm quan trọng của phản hồi và sự may mắn. Rất hiếm (trên thực tế, chỉ một lần trong số 100,000) một hành tinh có phản hồi ổn định mạnh mẽ đến mức có thể ở được cả 100 lần, bất kể các sự kiện khí hậu ngẫu nhiên. Trên thực tế, hầu hết các hành tinh từng có thể ở được ít nhất một lần, đã làm như vậy ít hơn mười lần trong số 100. Trong hầu hết các trường hợp trong mô phỏng khi một hành tinh vẫn có thể sinh sống được trong 3 tỷ năm, một phần là do may mắn. Đồng thời, may mắn tự nó đã cho thấy là không đủ. Các hành tinh được thiết kế đặc biệt để hoàn toàn không có phản hồi, không bao giờ có thể ở được; các cuộc đi bộ ngẫu nhiên, được tổ chức xung quanh bởi các sự kiện khí hậu, không bao giờ kéo dài khóa học.

Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào? Các lần chạy lặp lại trong mô phỏng không giống nhau: 1,000 hành tinh khác nhau được tạo ngẫu nhiên và mỗi lần chạy hai lần. (a) kết quả ở lần chạy đầu tiên, (b) kết quả ở lần chạy thứ hai. Vòng tròn màu xanh lá cây cho thấy sự thành công (có thể ở trong 3 tỷ năm) và sự thất bại màu đen. Toby Tyrrell, tác giả cung cấp

Kết quả tổng thể này, kết quả phụ thuộc một phần vào phản hồi và một phần vào may mắn, là rất chắc chắn. Tất cả các loại thay đổi đối với mô hình không ảnh hưởng đến nó. Do đó, Trái đất phải có một số phản hồi ổn định khí hậu nhưng đồng thời tương lai tốt chắc hẳn cũng đã tham gia vào việc nó ở lại được. Ví dụ, nếu một tiểu hành tinh hoặc tia sáng mặt trời lớn hơn một chút so với nó, hoặc xảy ra vào một thời điểm hơi khác (quan trọng hơn), chúng ta có thể sẽ không ở đây trên Trái đất ngày nay. Nó đưa ra một góc nhìn khác về lý do tại sao chúng ta có thể nhìn lại lịch sử sự sống phát triển, đa dạng hóa và ngày càng phức tạp hơn bao giờ hết của Trái đất.Conversation

Giáo sư Toby Tyrrell thảo luận về nghiên cứu của mình.

Giới thiệu về Tác giả

Toby Tyrrell, Giáo sư Khoa học Hệ thống Trái đất, Đại học Southampton

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

Trái đất không thể sống: Cuộc sống sau khi sưởi ấm phiên bản Kindle

của David Wallace-Wells
0525576703Nó tồi tệ hơn, tồi tệ hơn nhiều so với bạn nghĩ. Nếu sự lo lắng của bạn về sự nóng lên toàn cầu bị chi phối bởi nỗi sợ nước biển dâng, bạn hầu như không làm trầy xước bề mặt của những gì khủng khiếp có thể xảy ra. Tại California, các vụ cháy rừng hiện đang hoành hành quanh năm, phá hủy hàng ngàn ngôi nhà. Trên khắp nước Mỹ, những cơn bão bùng nổ trong cộng đồng hàng tháng, hàng tháng, và lũ lụt thay thế hàng chục triệu người mỗi năm. Đây chỉ là một bản xem trước của những thay đổi sắp tới. Và họ đang đến nhanh. Nếu không có một cuộc cách mạng trong cách hàng tỷ người tiến hành cuộc sống của họ, các phần của Trái đất có thể trở nên gần gũi với người dân và những phần khác không thể sống được một cách khủng khiếp, ngay khi kết thúc thế kỷ này. Có sẵn trên Amazon

Sự kết thúc của băng: Nhân chứng mang và tìm ý nghĩa trong con đường của sự gián đoạn khí hậu

bởi Dahr Jamail
1620972344Sau gần một thập kỷ ở nước ngoài với tư cách là một phóng viên chiến trường, nhà báo nổi tiếng Dahr Jamail trở về Mỹ để làm mới niềm đam mê leo núi của mình, chỉ để thấy rằng những con dốc mà anh ta từng leo lên đã bị thay đổi không thể phục hồi do sự gián đoạn của khí hậu. Để đáp lại, Jamail bắt đầu cuộc hành trình đến chiến tuyến địa lý của cuộc khủng hoảng này từ Alaska đến Rạn san hô Great Barrier của Úc, thông qua rừng mưa nhiệt đới Amazon để khám phá hậu quả đối với thiên nhiên và con người do mất băng.  Có sẵn trên Amazon

Trái đất của chúng ta, loài của chúng ta, thần của chúng ta: Làm thế nào để phát triển trong khi tạo ra một thế giới bền vững

bởi Ellen Moyer
1942936559Tài nguyên hiếm nhất của chúng ta là thời gian. Với quyết tâm và hành động, chúng ta có thể thực hiện các giải pháp thay vì ngồi bên lề chịu các tác động có hại. Chúng tôi xứng đáng, và có thể có, sức khỏe tốt hơn và môi trường trong sạch hơn, khí hậu ổn định, hệ sinh thái lành mạnh, sử dụng tài nguyên bền vững và ít cần kiểm soát thiệt hại. Chúng tôi có rất nhiều để đạt được. Thông qua khoa học và câu chuyện, Trái đất của chúng ta, Loài của chúng ta, Selves của chúng ta tạo ra hy vọng, sự lạc quan và các giải pháp thiết thực, chúng ta có thể sử dụng cá nhân và tập thể để phủ xanh công nghệ, phủ xanh nền kinh tế, tăng cường dân chủ và tạo sự bình đẳng xã hội. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.

 

BẠN CŨNG CÓ THỂ THÍCH

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

theo dõi Nội bộ trên

icon facebookicon twitterbiểu tượng youtubebiểu tượng instagrambiểu tượng pintrestbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

NHỮNG VIDEO MỚI NHẤT

Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
by super User
Cuộc khủng hoảng khí hậu đang buộc hàng nghìn người trên thế giới phải chạy trốn khi nhà cửa của họ ngày càng trở nên không thể ở được.
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
by Alan N Williams và cộng sự
Báo cáo mới nhất từ ​​Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) tuyên bố rằng không có sự sụt giảm đáng kể
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
by Toby Tyrrell
Phải mất 3 hoặc 4 tỷ năm tiến hóa để tạo ra Homo sapiens. Nếu khí hậu hoàn toàn thất bại chỉ một lần trong đó…
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
by Brice Rea
Sự kết thúc của kỷ băng hà cuối cùng, khoảng 12,000 năm trước, được đặc trưng bởi một giai đoạn lạnh cuối cùng được gọi là Younger Dryas.…
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
by Frank Wesselingh và Matteo Lattuada
Hãy tưởng tượng bạn đang ở trên bờ biển, nhìn ra biển. Trước mặt bạn là 100 mét cát cằn cỗi trông giống như một…
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
by Richard Ernst
Chúng ta có thể học được nhiều điều về biến đổi khí hậu từ Sao Kim, hành tinh chị em của chúng ta. Sao Kim hiện có nhiệt độ bề mặt là…
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
by John Cook
Video này là một khóa học về thông tin sai lệch về khí hậu, tóm tắt các lập luận chính được sử dụng để gây nghi ngờ về thực tế…
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
by Julie Brigham-Grette và Steve Petsch
Hàng năm, lượng băng biển bao phủ ở Bắc Băng Dương giảm xuống mức thấp vào giữa tháng 1.44. Năm nay, nó chỉ đo được XNUMX…

BÀI VIẾT MỚI NHẤT

ánh sáng rực rỡ từ dưới tòa nhà nhỏ ánh sáng ruộng bậc thang dưới bầu trời đầy sao
Đêm nóng làm rối loạn đồng hồ bên trong của cơm
by Matt Shipman-NC State
Nghiên cứu mới làm rõ những đêm nóng đang hạn chế năng suất cây trồng đối với cây lúa như thế nào.
Gấu bắc cực trên gò băng tuyết lớn
Biến đổi khí hậu đe dọa Vùng băng cuối cùng của Bắc Cực
by Hannah Hickey-U. Washington
Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng các bộ phận của vùng Bắc Cực được gọi là Vùng băng cuối đã cho thấy sự suy giảm của lượng băng trên biển vào mùa hè.
lõi ngô và lá trên mặt đất
Để cô lập carbon, để thức ăn thừa của cây trồng bị thối rữa?
by Ida Eriksen-U. Copenhagen
Nghiên cứu cho thấy các vật liệu thực vật có thể thối rữa trong đất tạo thành phân hữu cơ tốt và đóng vai trò quan trọng trong việc cô lập carbon.
hình ảnh
Cây cối đang chết khát trong đợt hạn hán ở phương Tây - đây là những gì đang diễn ra bên trong mạch máu của chúng
by Daniel Johnson, Trợ lý Giáo sư Sinh lý Cây và Sinh thái Rừng, Đại học Georgia
Giống như con người, cây cối cần nước để tồn tại trong những ngày khô nóng, và chúng chỉ có thể tồn tại trong thời gian ngắn dưới nhiệt độ khắc nghiệt…
hình ảnh
Khí hậu giải thích: cách IPCC đạt được sự đồng thuận khoa học về biến đổi khí hậu
by Rebecca Harris, Giảng viên cao cấp về Khí hậu học, Giám đốc, Chương trình Tương lai Khí hậu, Đại học Tasmania
Khi chúng ta nói rằng có một sự đồng thuận khoa học rằng khí nhà kính do con người tạo ra đang gây ra biến đổi khí hậu, thì điều gì…
Khí hậu nhiệt đang thay đổi chu trình nước trên Trái đất
by Tim Radford
Con người đã bắt đầu thay đổi chu trình nước của Trái đất, và không phải theo chiều hướng tốt: mong đợi những cơn mưa gió mùa muộn hơn và khát hơn…
Biến đổi khí hậu: khi các vùng núi ấm lên, các nhà máy thủy điện có thể dễ bị tổn thương
Biến đổi khí hậu: khi các vùng núi ấm lên, các nhà máy thủy điện có thể dễ bị tổn thương
by Simon Cook, Giảng viên Cao cấp về Thay đổi Môi trường, Đại học Dundee
Khoảng 27 triệu mét khối đá và băng sông băng đã sụp đổ từ Đỉnh Ronti trên dãy Himalaya phía bắc Ấn Độ vào…
Di sản hạt nhân là một vấn đề đau đầu tốn kém cho tương lai
by Paul Brown
Làm thế nào để bạn lưu trữ an toàn chất thải hạt nhân đã qua sử dụng? Không ai biết. Nó sẽ là một cơn đau đầu tốn kém cho con cháu của chúng ta.

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.