دانشمندان طول عمر نهایی بیوسفر زمین را محاسبه کردند

اگر حیات زمین از آنتروپوسِن یا دوره‌ی زمین‌شناسی متاثر از فعالیت‌های انسان جان سالم به در ببرد، در نهایت با تهدید دیگری از فضا مواجه خواهد شد و آن خورشید حیات‌بخش خودمان است.

خورشید با گذر زمان و افزایش سن درخشان‌تر می‌شود. این تغییر به‌طور اجتناب‌ناپذیر چرخه‌ی حساس کربن در زمین را مختل می‌کند و باعث کاهش دی اکسید کربن اتمسفری می‌شود تا جایی که گیاهان از گرسنگی خواهند مرد.

به‌گزارش ساینس‌آلرت، آر‌جی گراهام، ژئوفیزیکدان دانشگاه شیکاگو، با کمک همکارانش در تحقیق جدیدی نشان می‌دهند که خوشبختانه کاهش شدید دی‌اکسید کربن حداقل تا ۱٫۶ میلیارد سال آینده رخ نخواهد داد. چنین یافته‌ای افق زمانی حیات زمینی را به‌شکل چشمگیر گسترش می‌دهد؛ به‌طوری که طول عمر پیش‌بینی‌شده‌ی گیاهان و جانوران را تقریباً دو برابر می‌کند.

گراهام و تیمش در مقاله‌ی خود می‌نویسند: نتایج نشان می‌دهد که پیدایش حیات هوشمند ممکن است فرآیندی آسان‌تر و بنابراین رایج‌تر از آن چیزی باشد که برخی نویسندگان قبلی استدلال کرده‌اند. با‌این‌حال محققان اشاره می‌کنند ازآن‌جایی که احتمال وقوع برخی مراحل سخت تشکیل حیات ممکن است پایین باشد، حیات هوشمند احتمالاً حتی در این شرایط نیز بسیار نادر خواهد بود.

جدول زمانی طولانی‌تر، امید را برای تکامل حیات فرازمینی پیچیده و حتی هوشمند افزایش می‌دهد؛ زیرا زمین تنها مرجع داده‌های ما برای چنین احتمالاتی است. در‌حالی‌که ممکن‌ است گرم‌شدن تدریجی خورشید در کاهش سطح کربن غیرمعمول به نظر برسد، سرعت آهسته آن فرآیندهای زمین‌شناسی مانند هوازدگی سیلیکات را به پیش می‌برد و در نهایت سرنوشت حیات روی زمین را شکل می‌دهد.

با گذشت زمان، هوازدگی سنگ‌های سیلیکات زمین توسط باد و باران باعث می‌شود آن‌ها دی‌اکسید کربن را جذب کنند که اغلب توسط فرآیندهای زمین‌شناسی مدفون می‌شود و بعداً توسط فعالیت‌های آتشفشانی در جو آزاد می‌شود و چرخه ژئوشیمیایی کربنات-سیلیکات را تکمیل می‌کند. این چرخه اصلی کربن معدنی زمین است و دی‌اکسید کربن اتمسفر زمین را در مقیاس‌های زمانی میلیون‌ها سال تغییر می‌دهد.

عکاس: Gretashum / Wikipedia

از آنجایی که خورشید هر یک میلیارد سال ۱۰ درصد روشن‌تر می‌شود، به تدریج زمین را گرم می‌کند و باعث هوازدگی بیشتر و جذب دی‌اکسید کربن بیشتری از جو می‌شود که خبر بدی برای گیاهان و تمام حیات‌های وابسته به آن‌ها است. محققان توضیح می‌دهند که این روند محیطیِ پرتنش، برای گیاهان خشکی ایجاد می‌کند و در نهایت آن‌ها را یا از طریق کمبود دی‌اکسید کربن در نقطه‌ی جبران کربن یا از طریق گرمای بیش از حد در آستانه‌ دمای بالای آ‌ن‌ها، به سمت انقراض سوق می‌دهد.

اما گراهام و تیمش دریافتند همان‌طور که داده‌های اخیر نشان می‌دهد، با توجه به اینکه هوازدگی به‌طور ضعیفی وابسته به دما است، تعامل بین اقلیم، تولید زیستی و هوازدگی باعث کند‌شدن و حتی معکوس‌شدن موقت کاهش دی‌اکسید کربن می‌شود و انقراض گیاهان را تا ۱٫۸۶ میلیارد سال دیگر به تأخیر می‌اندازد.

عکاس: Gretashum / Wikipedia

با‌این‌حال، محققان هشدار می دهند که مدل‌های آن‌ها همه‌ی متغیرها، مانند بازخورد ابرها و چرخه‌ی آب که می‌تواند نتایج را تغییر دهد، در نظر نمی‌گیرند. برای محاسبات دقیق‌تر در آینده‌ و تعیین کمیت‌ها و تأثیر آن‌ها بر طول عمر زیست کره، مدل‌سازی‌های پیچیده‌تر، مانند مدل‌های اقلیمی جهانی متصل به مدل‌های زمینی تعاملی با پوشش گیاهی دینامیک، لازم است.

گراهام و تیمش در چندین سناریو، دریافتند گیاهان C3 که بخش عمده‌ای از پوشش گیاهی زمین را تشکیل می‌دهند و فتوسنتز آن‌ها در شرایط روشن‌تر و گرم‌تر کارایی کمتری دارد، قبل از گیاهان C4 منقرض می‌شوند. حدود ۵۰۰ میلیون سال زمان باقی می‌ماند که تنها گیاهان C4 مانند نیشکر و ذرت وجود خواهند داشت.

کاهش پوشش گیاهی بدون شک باعث کاهش حیات جانوری نیز خواهد شد، زیرا غذا کاهش یافته و اکسیژن به‌طرز بسیار شدیدی افت خواهد کرد. اما شاید برخی میکروب‌های بی‌هوازی تا زمانی که خورشید قدرتمندتر شود و اقیانوس‌ها را تبخیر کند، زنده بمانند. البته، اگر ما انسان‌ها پیش از این اتفاق‌ها، با تغییرات اقلیمی گسترده، زندگی‌های عظیمی را از بین نبریم.

گراهام و همکارانش می‌نویسند: «اگر حیات، فراتر از زمین رایج باشد، نتیجه‌گیری ما ممکن است با مشاهدات آتی نشانه‌های زیستی در سیارات فراخورشیدی قابل‌آزمایش باشد.»

تحقیق در مجله‌ی The Planetary Science منتشر شده است.