xtock / shutterstock
Det tog evolution 3 eller 4 milliarder år at producere Homo sapiens. Hvis klimaet havde svigtet fuldstændigt en gang i den tid, ville evolutionen være gået i stå, og vi ville ikke være her nu. Så for at forstå hvordan vi kom til at eksistere på planeten Jorden, bliver vi nødt til at vide, hvordan Jorden formåede at forblive fit i livet i milliarder af år.
Dette er ikke et trivielt problem. Den nuværende globale opvarmning viser os, at klimaet kan ændre sig betydeligt i løbet af nogle få århundreder. Over geologiske tidsplaner er det endnu lettere at ændre klimaet. Beregninger viser, at der er potentiale for, at Jordens klima forringes til temperaturer under frysepunkt eller over kogning på få millioner år.
Vi ved også, at solen er blevet 30% mere lysende, siden livet først udviklede sig. I teorien burde dette have fået havene til at koge væk nu, da de ikke var det generelt frosset på den tidlige jord - dette er kendt som “svagt ungt solparadoks”. Men på en eller anden måde blev dette beboelsespuslespil løst.
Forskere er kommet med to hovedteorier. Den første er, at Jorden kunne have noget som en termostat - en tilbagemeldingsmekanisme (eller mekanismer), der forhindrer klimaet i at vandre til fatale temperaturer.
Det andet er, at nogle ud af et stort antal planeter måske bare klarer det gennem held, og Jorden er en af dem. Dette andet scenario gøres mere sandsynligt af opdagelserne i de seneste årtier af mange planeter uden for vores solsystem - såkaldte exoplaneter. Astronomiske observationer af fjerne stjerner fortæller os, at mange har planeter, der kredser om dem, og at nogle har størrelse og tæthed og kredsløbsafstand, således at temperaturer, der er egnede til livet, er teoretisk mulige. Det er blevet anslået, at der er mindst 2 milliarder sådanne kandidatplaneter kun i vores galakse.
Der er mange exoplaneter ... men hvor mange har et stabilt klima? Jurik Peter / shutterstock
Forskere ville elske at rejse til disse eksoplaneter for at undersøge, om nogen af dem har matchet Jordens milliarder års klimastabilitet. Men selv de nærmeste eksoplaneter, dem, der kredser om stjernen næste centauri, er mere end fire lysår væk. Observationsmæssige eller eksperimentelle beviser er svære at få tak i.
I stedet udforskede jeg det samme spørgsmål gennem modellering. Ved hjælp af et computerprogram designet til at simulere klimaudvikling på planeter generelt (ikke kun Jorden), jeg først genererede 100,000 planeter, hver med et tilfældigt andet sæt klimatilbagebetalinger. Klimatilbagemeldinger er processer, der kan forstærke eller mindske klimaændringerne - tænk f.eks. På havis, der smelter i Arktis, som erstatter solreflekterende is med sollysabsorberende åbent hav, hvilket igen medfører mere opvarmning og mere smeltning.
For at undersøge, hvor sandsynligt hver af disse forskellige planeter var beboelig over enorme (geologiske) tidsskalaer, simulerede jeg hver 100 gange. Hver gang planeten startede fra en anden starttemperatur og blev udsat for et tilfældigt andet sæt klimabegivenheder. Disse begivenheder repræsenterer klimaforandrende faktorer såsom super vulkanudbrud (som f.eks Pinatubo-bjerget men meget meget større) og asteroide påvirkninger (som den, der dræbte dinosaurerne). På hver af de 100 kørsler blev planetens temperatur sporet, indtil den blev for varm eller for kold eller ellers havde overlevet i 3 milliarder år, på hvilket tidspunkt det blev anset for at have været en mulig digel for intelligent liv.
Klimaforandrende: Udbruddet af Mount Pinatubo i Filippinerne i 1991 sprængte så meget aske ud i atmosfæren, at de globale temperaturer midlertidigt faldt med 0.6°C. SRA Blaze Lipowski / picryl
Simuleringsresultaterne giver et klart svar på dette beboelsesproblem, i det mindste med hensyn til vigtigheden af tilbagemeldinger og held. Det var meget sjældent (faktisk kun en gang ud af 100,000), at en planet havde så stærke stabiliserende tilbagemeldinger, at den forblev beboelig alle 100 gange, uanset de tilfældige klimabegivenheder. Faktisk gjorde de fleste planeter, der forblev beboelige mindst en gang, det færre end ti gange ud af 100. Ved næsten enhver lejlighed i simuleringen, da en planet forblev beboelig i 3 milliarder år, var det delvist heldig. Samtidig blev heldet i sig selv vist at være utilstrækkeligt. Planeter, der var specielt designet til slet ingen tilbagemeldinger, og som aldrig forblev beboelige; tilfældige gåture, buffeteret af klimabegivenheder, varede aldrig kurset.
Gentagne kørsler i simuleringen var ikke identiske: 1,000 forskellige planeter blev genereret tilfældigt og hver kørt to gange. (a) resultater ved første løb, (b) resultater ved andet løb. Grønne cirkler viser succes (forblev beboelig i 3 milliarder år) og sort fiasko. Toby Tyrrell, Forfatter leveret
Dette samlede resultat, hvor resultaterne afhænger dels af tilbagemeldinger og dels af held, er robust. Alle mulige ændringer i modelleringen påvirkede det ikke. Ved implikation skal jorden derfor have nogle klimastabiliserende tilbagemeldinger, men på samme tid lykke skal også have været involveret i, at den forbliver beboelig. Hvis f.eks. En asteroide eller solstråle havde været lidt større end den var, eller havde fundet sted på et lidt andet (mere kritisk) tidspunkt, ville vi sandsynligvis ikke være her på Jorden i dag. Det giver et andet perspektiv på, hvorfor vi er i stand til at se tilbage på Jordens bemærkelsesværdige, enormt udvidede livshistorie, der udvikler sig og diversificerer og bliver stadig mere kompleks til det punkt, som det gav anledning til os.
Professor Toby Tyrrell diskuterer sin forskning.
{vembed Y=K7hCh6v7HNs}
Om forfatteren
Toby Tyrrell, professor i Earth System Science, University of Southampton
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.
Relaterede Bøger:
Den fremtid, vi vælger: Overlevelse af klimakrisen
af Christiana Figueres og Tom Rivett-Carnac
Forfatterne, som spillede nøgleroller i Paris-aftalen om klimaændringer, tilbyder indsigt og strategier til at håndtere klimakrisen, herunder individuel og kollektiv handling.
Klik for mere info eller for at bestille
Den ubeboelige jord: Livet efter opvarmning
af David Wallace-Wells
Denne bog udforsker de potentielle konsekvenser af ukontrollerede klimaændringer, herunder masseudryddelse, mad- og vandknaphed og politisk ustabilitet.
Klik for mere info eller for at bestille
Fremtidsministeriet: En roman
af Kim Stanley Robinson
Denne roman forestiller sig en nær fremtids verden, der kæmper med virkningerne af klimaændringer og tilbyder en vision for, hvordan samfundet kan ændre sig for at håndtere krisen.
Klik for mere info eller for at bestille
Under a White Sky: The Nature of the Future
af Elizabeth Kolbert
Forfatteren udforsker den menneskelige indvirkning på den naturlige verden, herunder klimaændringer, og potentialet for teknologiske løsninger til at løse miljømæssige udfordringer.
Klik for mere info eller for at bestille
Nedtrapning: Den mest omfattende plan, der nogensinde er blevet foreslået til at vende global opvarmning
redigeret af Paul Hawken
Denne bog præsenterer en omfattende plan for håndtering af klimaændringer, herunder løsninger fra en række sektorer som energi, landbrug og transport.
