Повечето учени прогнозират, че след около милиард години непрекъснато увеличаващата се слънчева радиация ще изгори Земята отвъд обитаемостта. Група изследователи от Калтех са проучили механизъм, който би накарал всяка планета с живи организми да остане обитаема по-дълго, отколкото първоначално се смяташе, може би удвояване на живота. Това звучи като добра новина за бъдещите обитатели на Земята, но също така, този механизъм може да увеличи шанса животът на други места във Вселената да има време да премине към напреднали нива.
Изследователите казват, че атмосферното налягане е естествен регулатор на климата за земна планета с биосфера. В момента и в миналото Земята поддържа своите повърхностни температури чрез парниковия ефект. Преди 1 милиард години в атмосферата имаше по-големи количества CO2 и други парникови газове, което беше добро нещо. В противен случай Земята може да е била замразено кубче лед. Но тъй като светенето и топлината на слънцето се увеличават с остаряването си, Земята естествено се справи с намаляването на количеството парникови газове в атмосферата, като по този начин намали ефекта на затопляне и направи повърхността на планетата удобна за обитаване.
Обратно на това, което повечето учени твърдят, обаче, професорът от Калтех Джоузеф Л. Киршвинк казва, че Земята може би е близо до точката, в която няма достатъчно въглероден диоксид, който да регулира температурите, използвайки същата тази процедура. Но да не се страхуваме, има друг механизъм, който може да работи дори по-добре за регулиране на температурите на Земята, като поддържа нашата родна планета удобна за живот дори по-дълго, отколкото някой някога е предвиждал.
В своя труд Киршвинк и неговите сътрудници калтехническият професор Юк Л. Юнг и аспирантите Кинг-Фай Ли и Каве Палеван показват, че атмосферното налягане е фактор, който регулира глобалната температура чрез разширяване на инфрачервените абсорбционни линии на парникови газове. Техният модел предполага, че просто намалявайки атмосферното налягане, продължителността на живота на биосфера може да бъде удължен поне 2,3 милиарда години в бъдеще, което е повече от удвояване на предишните оценки.
Изследователите използват "одеяло" аналогия, за да обяснят механизма. За парниковите газове въглеродният диоксид ще бъде представен от памучните влакна, съставляващи одеялото. „В памучното тъкане може да има дупки, които позволяват да изтече топлина“, обяснява Ли, водещият автор на статията.
„Размерът на отворите се контролира от налягането“, казва Юнг. „Стиснете одеялото“, като увеличите атмосферното налягане, „и дупките стават по-малки, така че да избяга по-малко топлина. С по-малко налягане дупките стават по-големи и повече топлина може да избяга “, казва той, помагайки на планетата да отдели допълнителната топлина, генерирана от по-сияйно слънце.
Решението е да се намали съществено общото налягане на самата атмосфера, като се премахнат огромни количества молекулен азот, до голяма степен нереактивен газ, който представлява около 78 процента от атмосферата. Това ще регулира повърхностните температури и ще позволи на въглеродния диоксид да остане в атмосферата, за да поддържа живота.
Това не би трябвало да се прави синтетично - изглежда, че се случва нормално. Самата биосфера извежда азот от въздуха, тъй като азотът се вгражда в клетките на организмите, докато те растат, и се погребва с тях, когато умрат.
Всъщност „това намаляване на азота е нещо, което може би вече се случва“, казва Палеван, и това се е случило в течение на историята на Земята. Това предполага, че атмосферното налягане на Земята може да е по-ниско, отколкото преди в историята на планетата.
Доказателство за тази хипотеза може да идва от други изследователски групи, които изследват газовите мехурчета, образувани в древни лави, за да определят миналото атмосферно налягане: максималният размер на образуващ се мехур се ограничава от количеството атмосферно налягане, с по-високо налягане, произвеждащо по-малки мехурчета, и обратно.
Ако е вярно, механизмът също може потенциално да се появи на всяка извънзоларна планета с атмосфера и биосфера.
„Надяваме се, че в бъдеще ние не само ще открием земнопланетни планети около други звезди, но ще научим нещо за тяхната атмосфера и атмосферния натиск“, казва Палеван. "И ако се окаже, че по-старите планети са склонни да имат по-тънки атмосфери, това би било индикация, че този процес има някаква универсалност."
Изследователите се надяват, че атмосферата на екзопланети може да се изследва, за да се види дали това се случва на други светове.
И ако продължителността на обитаемостта може да бъде по-дълга на нашата собствена планета, това може да има последици за намирането на интелигентен живот другаде във Вселената.
„Това не отне много време, за да произведе живот на планетата, но отнема много време, за да се развие напреднал живот“, казва Юнг. На Земята този процес отне четири милиарда години. „Добавянето на допълнителни милиарди години ни дава повече време за развитие и повече време да се сблъскаме с напреднали цивилизации, чието собствено съществуване може да бъде удължено от този механизъм. Това ни дава шанс да се срещнем. “
Източници: Хартия, Атмосферното налягане като естествен регулатор на климата за земна планета с биосфера, Caltech
