Ciencias

La habitabilidad de la Tierra hoy en día se debe básicamente a la suerte, muestran millones de simulaciones.

Tomó evolución 3 o 4 mil millones de años Producir Homo sapiens. Si el clima hubiera fallado completamente solo una vez en ese tiempo, la evolución se habría detenido y no estaríamos aquí ahora. Por lo tanto, para comprender cómo llegamos a existir en el planeta Tierra, necesitaremos saber cómo la Tierra logró 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 considerablemente en el transcurso de algunos siglos. En escalas de tiempo geológico, cambiar el clima es aún más fácil.

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

También sabemos que el Sol se ha vuelto un 30% más luminoso desde que evolucionó la vida. En teoría, esto debería haber causado que los océanos hiervan ahora, ya que no estaban generalmente congelado en la Tierra primitiva – esto se conoce como el “La débil paradoja de Young Sun“Sin embargo, de alguna manera, este rompecabezas de habitabilidad se ha resuelto.

Los científicos han creado dos teorías principales. La primera es que la Tierra podría tener algo así como un termostato, un mecanismo (o mecanismos) de retroalimentación que evita que el clima alcance temperaturas fatales.

La segunda es que, de una gran cantidad de planetas, tal vez algunos sobrevivan 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 muchos tienen planetas orbitando alrededor de ellos y que algunos tienen un tamaño, densidad y distancia orbital tales que teóricamente son posibles temperaturas adecuadas para la vida. Se estima que existen al menos 2 mil millones de estos planetas candidatos en nuestra galaxia solo.

A los científicos les encantaría viajar a estos exoplanetas para investigar si alguno de ellos coincide con los miles de millones de años de estabilidad climática de la Tierra. Pero incluso los exoplanetas más cercanos, los que orbitan alrededor de la estrella Siguiente Centauri, están a más de cuatro años luz de distancia. Es difícil obtener evidencia observacional o experimental.

En cambio, exploré el mismo problema 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 generado 100.000 planetas, cada uno con un conjunto de retroalimentación climática aleatoriamente diferente. La retroalimentación climática es un proceso que puede aumentar o disminuir del Cambio Climático – piense, por ejemplo, en el derretimiento del hielo marino en el Ártico, que reemplaza el hielo que refleja la luz solar por un mar abierto que absorbe la luz solar, lo que a su vez provoca más calentamiento y derretimiento.

Para investigar la probabilidad de que cada uno de estos diversos planetas permanezca habitable durante enormes escalas de tiempo (geológicas), he simulado cada 100 veces. Cada vez, el planeta partió de una temperatura inicial diferente y estuvo expuesto a un conjunto diferente de eventos climáticos al azar.

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Estos eventos representan factores que cambian el clima, como supervolcán erupciones (como Monte Pinatubo pero mucho más grande) y asteroide impactos (como el que mató al dinosaurios) En cada una de las 100 carreras, se controló la temperatura del planeta hasta que se volvió demasiado caliente o demasiado fría o había sobrevivido durante 3 mil millones de años, momento en el que se consideró un posible crisol de vida inteligente.

Los resultados de la simulación dan una respuesta definitiva a este problema de habitabilidad, al menos en cuanto a la importancia de la retroalimentación y la suerte. Era muy raro (de hecho, solo una de cada 100.000) que un planeta tuviera retroalimentaciones de estabilización tan fuertes 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 de cada 100. En casi todas las ocasiones en la simulación, cuando un planeta ha permanecido habitable durante 3.000 millones de años, fue en parte por suerte.

Se generaron aleatoriamente 1,000 planetas diferentes y se ejecutaron dos veces. Los círculos verdes muestran habitabilidad durante 3 mil millones de años. (Toby Tyrrell)

Al mismo tiempo, la suerte por sí sola resultó insuficiente. Los planetas que fueron diseñados especialmente para no tener retroalimentación en absoluto, nunca permanecieron habitables; caminatas al azar, azotadas por eventos climáticos, nunca duraron el curso.

Este resultado general, cuyos resultados dependen en parte de las reacciones y en parte de la suerte, es sólido. Todo tipo de cambios en el modelaje no le afectaron. Por consiguiente, la Tierra debe tener algunas retroalimentaciones de estabilización, pero al mismo tiempo buena suerte también debe haber estado involucrado en su estancia habitable.

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Si, por ejemplo, un asteroide o una llamarada solar hubiera sido un poco más grande de lo que era, o hubiera ocurrido en un momento ligeramente diferente (más crítico), probablemente no estaríamos hoy aquí en la Tierra.

Brinda una perspectiva diferente sobre por qué podemos mirar hacia atrás en la notable y enormemente extensa historia de la vida de la Tierra, evolucionando y diversificándose y volviéndose cada vez más compleja hasta el punto de origen. La conversación

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

Este artículo ha sido republicado desde La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.

Prudencia Febo

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