La habitabilidad de la Tierra hoy aparece principalmente por suerte, al igual que millones de simulaciones

Tomó evolución Hace 3 o 4 mil millones de años Para producir Homo sapiens. Si el clima hubiera fallado por completo solo una vez en ese tiempo, la evolución se habría estancado por completo y no estaríamos aquí ahora. Para comprender cómo surgimos en el planeta Tierra, necesitaremos saber cómo la Tierra ha logrado mantenerse en forma para la vida durante miles de millones de años.

Este no es un problema trivial. El calentamiento global actual nos muestra que el clima puede cambiar drásticamente en el transcurso de unos pocos siglos. En escalas de tiempo geológico, es más fácil cambiar el clima.

Los cálculos muestran que existe la posibilidad de que el clima de la Tierra se degrade a temperaturas por debajo del punto de congelación o por encima del punto de ebullición en solo unos pocos millones de años.

También sabemos que el sol se ha vuelto un 30 por ciento más brillante desde que la vida evolucionó por primera vez. En teoría, esto debería haber hecho que los océanos hiervan ahora, dado que no era En general Congelado al suelo temprano, esto se conoce como “La débil juventud del sol paradojaSin embargo, de alguna manera, el rompecabezas de la habitabilidad se ha resuelto.

Los científicos propusieron dos teorías principales. La primera es que la Tierra podría poseer algo así como un termostato, un mecanismo (o mecanismos) de retroalimentación que evitan que el clima se mueva hacia temperaturas mortales.

La segunda es que, entre una gran cantidad de planetas, algunos pueden haber tenido éxito en pasar por suerte, y la Tierra es uno de ellos. Este segundo escenario se hace más plausible por los descubrimientos en las últimas décadas de muchos planetas fuera de nuestro sistema solar, los llamados Exoplanetas.

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Las observaciones astronómicas de estrellas distantes nos dicen que muchas de ellas tienen planetas orbitando alrededor de ellas, y que algunos de ellos son de tal tamaño, densidad y distancia orbital que teóricamente son posibles temperaturas adecuadas para la vida. Se ha estimado que hay al menos 2 mil millones de estos son planetas candidatos Solo en nuestra galaxia.

A los científicos les encanta viajar a estos exoplanetas para comprobar si alguno de ellos coincide con mil millones de años de estabilidad climática en la Tierra. Pero incluso los exoplanetas más cercanos están orbitando la estrella. Proxima Centauri, A más de cuatro años luz de distancia. Es difícil obtener evidencia observacional o empírica.

En cambio, descubrí la misma pregunta a través del modelado. Usando un programa de computadora diseñado para simular la evolución del clima en los planetas en general (no solo en la Tierra), primero Nacieron 100.000 planetasCada uno tiene un conjunto diferente de reacciones climáticas al azar. Las reacciones climáticas son procesos que pueden agrandarse o contraerse Cambio climático Piense, por ejemplo, en derretir el hielo marino del Ártico, que reemplaza el hielo que refleja el sol con un mar abierto que absorbe la luz solar, lo que a su vez conduce a más calentamiento y más derretimiento.

Para investigar qué tan probable es que cada uno de estos diversos planetas permanezca habitable en escalas de tiempo masivas (geológicas), simulé cada 100 veces. Cada vez, el planeta comenzó con diferentes temperaturas iniciales y fue sometido a un conjunto aleatorio de eventos climáticos diferentes.

Estos eventos representan factores del cambio climático como Súper volcán Flequillo (p. Ej. Monte Pinatubo Pero mucho más grande) y asteroide Efectos (como el que mató Dinosaurios). En cada ronda de los 100 ciclos, se siguió la temperatura del planeta hasta que se volvió muy caliente o muy fría o sobrevivió durante 3 mil millones de años, momento en el que se lo vio como un crisol potencial de vida inteligente.

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Los resultados de la simulación dan una respuesta definitiva al problema de la vivienda, al menos en términos de la importancia de la retroalimentación y la suerte. Era tan raro (de hecho, solo una vez de cada 100.000) que un planeta tuviera una retroalimentación de estabilidad tan fuerte que permaneciera habitable 100 veces, independientemente de los eventos climáticos aleatorios.

De hecho, la mayoría de los planetas que han permanecido habitables al menos una vez, lo han hecho menos de diez veces de cada 100. En casi todas las ocasiones en una simulación en la que un planeta ha sido habitable durante 3.000 millones de años, la suerte se debió en parte a la suerte.

Genera aleatoriamente 1000 planetas diferentes y juega dos veces. Los círculos verdes muestran habitabilidad durante 3 mil millones de años. (Toby Terrell)

Al mismo tiempo, la suerte en sí misma resultó ser insuficiente. Planetas especialmente diseñados para no tener absolutamente ningún reflejo, nunca permanecieron habitables; La caminata aleatoria, que es propensa a eventos climáticos, el camino nunca duró.

Esta puntuación general, resultados basados ​​en parte en los comentarios y en parte en la suerte, es sólida. Todo tipo de cambios en el modelaje no la afectaron. Por tanto, implícitamente, la Tierra debe tener algunas reacciones para estabilizar el clima pero al mismo tiempo Buena fortuna También debe haber participado en su permanencia habitable.

Por ejemplo, si un asteroide o una llamarada solar fuera un poco más grande de lo que era, o si sucediera en un momento ligeramente diferente (más importante), probablemente no estaríamos hoy aquí en la Tierra.

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Ofrece una visión diferente de por qué podemos volver a visitar la historia tan hermosa y expansiva de la Tierra que está evolucionando, diversificándose y volviéndose cada vez más compleja hasta el punto de que nos dio origen. Conversacion

Toby Terrell, Profesor de Ciencias del Sistema Terrestre, Universidad de Southampton.

Este artículo fue republicado desde Conversacion Bajo una licencia Creative Commons. Leer el El articulo original.

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