მილიონობით სიმულაცია მიუთითებს, რომ დედამიწა სიცოცხლისათვის ხელსაყრელი დიდწილად შემთხვევითობის გამო დარჩა — #1tvმეცნიერება
მილიონობით სიმულაცია მიუთითებს, რომ დედამიწა სიცოცხლისათვის ხელსაყრელი დიდწილად შემთხვევითობის გამო დარჩა — #1tvმეცნიერება

ჰომო საპიენსის წარმოსაქმნელად ევოლუციას 3-4 მილიარდი წელი დასჭირდა. ამ ევოლუციის დროს, კლიმატი რომ მხოლოდ ერთხელ მაინც გამხდარიყო სრულიად არახელსაყრელი, ჩვენ დღეს არ ვიქნებოდით. შესაბამისად, იმის გასაგებად, როგორ გავჩნდით პლანეტა დედამიწაზე, საჭიროა ვიცოდეთ, როგორ შეძლო ჩვენმა პლანეტამ, რომ სიცოცხლისთვის ხელსაყრელი მილიარდობით წლის განმავლობაში დარჩენილიყო.

ეს პრობლემა მარტივი არ არის. ამჟამინდელი გლობალური დათბობა გვიჩვენებს, რომ რამდენიმე საუკუნეშიც კი, კლიმატი შეიძლება მნიშვნელოვნად შეიცვალოს. გეოლოგიური დროის მიხედვით, კლიმატის ცვლილება უფრო ადვილია.

როგორც კალკულაციების აჩვენებს, დედამიწის კლიმატს აქვს პოტენციალი, რომ სულ რამდენიმე მილიონი წლის განმავლობაში ტემპერატურა ან გაყინვის წერტილს ჩასცდეს, ან დუღილის წერტილს მაღლა ავიდეს.

ასევე ვიცით, რომ სიცოცხლის აღმოცენებიდან დღემდე, ჩვენი მზე 30 პროცენტით უფრო კაშკაშა გახდა. თეორიულად, ამის გამო ახლა ოკეანეები უკვე ამომშრალი უნდა იყოს, რადგან დედამიწის ადრეულ ისტორიაში ისინი ყოველთვის გაყინული არ იყო — ამას „ახალგაზრდა მკრთალი მზის პარადოქსს“ უწოდებენ. დიახ, სიცოცხლისათვის ხელსაყრელობის ეს თავსატეხი როგორღაც მაინც გადაიჭრა.

მეცნიერებს ორი ძირითადი თეორია აქვთ. პირველის მიხედვით, დედამიწა შეიძლება ფლობდეს ერთგვარ თერმოსტატს — უკუკავშირის მექანიზმს (ან მექანიზმებს), რომელიც უზრუნველყოფს, რომ კლიმატი ოდესმე ფატალური ტემპერატურის არ გახდეს.

მეორე თეორიის მიხედვით, პლანეტების დიდი რაოდენობიდან გამომდინარე, დედამიწა მხოლოდ ერთ-ერთი მათგანია და ასეთი უბრალოდ შემთხვევითობის გამოა. ბოლო ათწლეულებში მზის სისტემის მიღმა აღმოჩენილი მრავალი პლანეტის, ანუ ეგზოპლანეტის გათვალისწინებით, მეორე სცენარი უფრო რეალურს ჰგავს.

შორეულ ვარსკვლავებზე ასტრონომიული დაკვირვებები გვეუბნება, რომ მათ გარშემო ბევრი პლანეტა მოძრაობს, ზოგიერთ მათგანს კი ისეთი ზომა, სიმკვრივე და ორბიტული მანძილი აქვს, რომ ტემპერატურა სიცოცხლისთვის თეორიულად ხელსაყრელი უნდა იყოს. ახალი შეფასებების მიხედვით, მხოლოდ ჩვენს გალაქტიკაში სულ მცირე 10 მილიარდი ასეთი პლანეტა უნდა იყოს.

მეცნიერებს უყვართ, როდესაც იკვლევენ, აქვს თუ არა ზოგიერთ მათგანს დედამიწის მსგავსად მილიარდობით წლის განმავლობაში სტაბილური კლიმატი. თუმცა, ჩვენი უახლოესი მეზობელი ეგზოპლანეტაც კი, რომელიც ვარსკვლავ პროქსიმა კენტავრის გარშემო მოძრაობს, ჩვენგან ოთხი სინათლის წლით არის დაშორებული. ძნელია დაკვირვებადი თუ ექსპერიმენტული მტკიცებულებების მიღება.

საუთჰემპტონის უნივერსიტეტის დედამიწის მეცნიერებათა პროფესორმა ტობი ტაირელმა ამ კითხვაზე პასუხის გაცემა მოდელირებით სცადა. ამისათვის გამოიყენა კომპიუტერული პროგრამა, რომელიც ზოგადად პლანეტებზე (და არა მხოლოდ დედამიწაზე) კლიმატის ევოლუციის სიმულირებას ახდენს. სიმულაცია პირველად 100 000 პლანეტისთვის ჩაატარა, თითოეულ მათგანს შემთხვევითი, სხვადახვა კლიმატური უკუკავშირი მისცა. კლიმატური უკუკავშირები არის პროცესები, რომლებსაც კლიმატის ცვლილების გაძლიერება ან შესუსტება შეუძლიათ. მაგალითად, წარმოიდგინეთ არქტიკაში ზღვის ყინულის გადნობა, რის შედეგადაც, მზის სინათლის ამრეკლავი ყინულის ადგილზე სინათლის შთანმთქმელი ღია ზღვა ჩნდება, რაც თავის მხრივ, უფრო მეტად გათბობას და ყინულის კიდევ უფრო მეტად დნობას იწვევს.

იმის შესასწავლად, თუ სავარაუდოდ როგორ დარჩება ეს სხვადასხვაგვარი პლანეტები სიცოცხლისათვის ხელსაყრელი უზარმაზარი გეოლოგიური დროის განმავლობაში, ტაირელმა თითოეულ პლანეტას 100 სიმულაცია ჩაუტარა. ყოველ ჯერზე, პლანეტა იწყებოდა სხვადასხვანაირი საწყისი ტემპერატურით და ხდებოდა შემთხვევითად სხვადასხვანაირი კლიმატური მოვლენები.

ეს მოვლენები წარმოადგენს კლიმატის შემცვლელ ფაქტორებს, მაგალითად, სუპერვულკანთა ამოფრქვევებს და ასტეროიდთა დაცემებს (დინოზავრების მკვლელი ასტეროიდის მსგავსის). სიმულაციის ასივე ჯერზე, პლანეტის ტემპერატურაზე დაკვირვება იქამდე ხდებოდა, ვიდრე ის ზედმეტად ცხელი ან ცივი გახდებოდა 3 მილიარდი წლის განმავლობაში; თუ ამ ხნის განმავლობაში ის გადარჩებოდა, ის გონიერი სიცოცხლისთვის ხელსაყრელად უნდა ჩათვლილიყო.

სიმულაციის შედეგები სიცოცხლისათვის ხელსაყრელობის ამ პრობლემის შესახებ ცალსახა პასუხს იძლევა, სულ მცირე, უკუკავშირისა და იღბლის მნიშვნელობის თვალსაზრისით. ძალიან იშვიათი აღმოჩნდა (სინამდვილეში 100 000-დან მხოლოდ ერთხელ) პლანეტისთვის ისეთი ძლიერ სტაბილური უკუკავშირი, რომელიც მას შემთხვევითი კლიმატური მოვლენების მიუხედავად, ასჯერვე სიცოცხლისთვის ხელსაყრელს დატოვებდა.

უფრო მეტიც, პლანეტების უმეტესობა სიცოცხლისთვის ხელსაყრელი სულ მცირე ერთხელ ან ათზე ნაკლებჯერ დარჩა ასი ცდიდან. თითქმის ყველა იმ შემთხვევაში, როდესაც პლანეტა სამი მილიარდი წლის განმავლობაში დარჩა სისოცხლისთვის ხელსაყრელი, ეს ნაწილობრივ შემთხვევით მოხდა.

ამავე დროს, სიმულაციებმა აჩვენა, რომ თავის მხრივ შემთხვევითობაც არასაკმარისი იყო. პლანეტები, რომლებსაც კლიმატური უკუკავშირი საერთოდ არ ჰქონდათ, სიცოცხლისათვის ხელსაყრელი არასოდეს რჩებოდნენ; კლიმატური მოვლენების შემდეგ შემთხვევითი გამართლებები დიდხანს არასოდეს გრძელდებოდა.

ტაირელის განცხადებით, მის მიერ მიღებული ზოგადი შედეგები, რავ ნაწილობრივ უკუკავშირზე და ნაწილობრივ იღბალზე დამოკიდებულებას მიუთითებს, საკმაოდ მყარია. მოდელირებაში შეტანილმა არანაირმა ცვლილებამ მასზე გავლენა არ იქონია. შესაბამისად, დედამიწას უნდა ჰქონდეს კლიმატის მასტაბილიზებელი რაღაც უკუკავშირი, მაგრამ ამავე დროს კარგი ბედიც, რომ ის ამდენი ხნის განმავლობაში დარჩა სიცოცხლისთვის ხელსაყრელი.

მაგალითად, რომელიმე ასტეროიდი ან მზის ამოფრქვევა რომ იმაზე დიდი ყოფილიყო, ვიდრე იყო, ანდაც ოდნავ სხვა დროს მომხდარიყო, ჩვენ ალბათ დღეს დედამიწაზე არ ვიქნებოდით.

კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.

მომზადებულია The Conversation-ის მიხედვით.

დატოვე კომენტარი