هل سيتوقف الغلاف الحيوي للأرض يوماً؟
إذا نجت حياة الأرض من التحديات المعاصرة، فستواجه في النهاية تهديدًا وجوديًا آخرًا من الفضاء الخارجي. 🪐
مع ازدياد لمعان الشمس مع تقدمها في السن، ستؤثر حتماً على دورة الكربون على كوكبنا، مما يؤدي إلى نقص ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى الحد الذي ستجوع فيه النباتات. 🌲
لحسن الحظ، لن يحدث هذا حتى بعد 1.6 مليار عام على الأقل، وفقًا لبحث جديد من جامعة شيكاغو. هذا يمدّنا بفرصة ممتازة لفهم مدى استمرارية الحياة على الأرض! 🎉
هذا خبرٌ رائعٌ لأيّ شخصٍ يأملُ في وجود حياةٍ خارج كوكب الأرض، إذ يمتدّ بشكلٍ كبيرٍ زمنُ استمرارِ الغلاف الحيويّ على الأرض وظيفياً – مصدرُ بياناتنا الوحيدِ لهذا الأمر في الكون كله. لذا، يوسّعُ ذلك من تقديراتِ مدّةٍ زمنيةٍ يمكنُ خلالها أن تتطوّرُ الحياةُ المعقّدةُ. 🌌
وكتب الباحثون في بحثهم، أنّ النتائج «ستُشيرُ إلى أنّ ظهورَ الحياةِ الذكيّةِ قد يكونُ عمليةً أقلّ صعوبةً (وبالتالي أكثر شيوعًا) من بعض المُؤلّفين السابقين الذين ذكروها». 🤔
«رغم أن الخطوات الصعبة يمكن أن يكون لها احتمالات صغيرة تعسفية للحدوث، فإنّ الحياة الذكية قد لا تزال نادرة للغاية حتى مع وجود خطوة صعبة واحدة فقط». 🤔
بالنظر إلى وضعنا الحالي، قد يبدو من غير المنطقي أن يساهم ارتفاع حرارة الشمس في انخفاض الكربون الجوي. لكن معدل الاحترار سيكون أبطأ بكثير من معدل الاحترار الحالي، مما يؤكد على اختلاف العمليات الجيولوجية. 🌎
مع مرور الوقت، يؤدي تآكل صخور السيليكات الأرضية بواسطة الرياح والأمطار إلى امتصاصها لغاز ثاني أكسيد الكربون، والذي غالباً ما يُدفن بواسطة العمليات الجيولوجية، ليُطلق لاحقًا إلى الغلاف الجوي بواسطة النشاط البركاني، مُكملًا بذلك دورة الكربونات-السيليكات. 🌋 هذه هي الدورة الكربونية الرئيسية غير العضوية للأرض، وهي تُحدث تحولًا في تركيز ثاني أكسيد الكربون الجوي على نطاقات زمنية تمتد لملايين السنين.
ولكن مع ازدياد سطوع الشمس بنسبة 10% كل مليار سنة، فإنها تدريجيًا تُسخّن الأرض، مما يُحفّز على زيادة التجوية ويُستخرج المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، وهو ما يُعدّ خبرًا سيئًا للنباتات وجميع الكائنات الحية التي تعتمد عليها. ☀️
«سيُنشئ هذا بيئةً مُرهقةً بشكل متزايد للنباتات الأرضية، مما سيُؤدي في النهاية إلى انقراضها بسبب نقص ثاني أكسيد الكربون، أو بسبب ارتفاع درجة الحرارة». 🙁
لكنّ غراهام وفريقه وجدا أنَّ التعرية، التي تعتمد بشكل ضعيف على درجة الحرارة، يُؤدّي تفاعل المناخ والإنتاجية والتعرية إلى إبطاء انخفاض ثاني أكسيد الكربون وحتى عكسّه مؤقتًا، مما يؤخر انقراض النباتات لمدة تصل إلى 1.86 مليار سنة من الآن. ⏱️
ومع ذلك، يحذر الباحثون من أن نماذجهم لا تأخذ في الاعتبار جميع المتغيرات، مثل التغذية الراجعة للسحب ودورة الماء، والتي قد تغير النتائج.
«سيكون من الضروري إطار عمل نموذجيّ أكثر كثافةً من حيث الحوسبة – مثلًا، نموذج مناخيّ عالميّ متصل بنموذج أرضيّ تفاعليّ مع نباتات ديناميكية – لحلّ تأثيراتٍ كهذه، وكمّيّة تأثيرها على عمر الغلاف الحيويّ في المستقبل.» 🤔
وجدت مجموعة جراهام، عبر سيناريوهات متعددة، أن النباتات من نوع C3 – وهي الغالبية العظمى من الحياة النباتية على الأرض – تنقرض قبل النباتات من نوع C4. وهذا يُترك حوالي 500 مليون سنة حيث توجد فقط النباتات من نوع C4 مثل قصب السكر والذرة. 🌽
من الطبيعيّ أن يؤدي انخفاض الحياة النباتية إلى انخفاض الحياة الحيوانية أيضًا، بسبب نقص الغذاء وانخفاضٍ شديدٍ جدًّا في مستوى الأكسجين. لكن ربما تُعيش بعض الميكروبات اللاهوائية حتى يصبح شمسنا أكثر قوةً ويُغلي محيطاتنا. 🔥
أي، إذا لم نُمحِ مساحات شاسعة من الحياة بفعل تغير مناخيٍّ مُفاجئ أولًا.
«إذا كانت الحياة شائعةً خارج كوكب الأرض»، يكتب جراهام وزملاؤه، «فقد تكون استنتاجاتنا قابلة للاختبار من خلال ملاحظاتٍ مستقبلية لبصماتٍ حيوية على الكواكب خارج المجموعة الشمسية». 🔭
نُشِر هذا البحث في مجلة علم الكواكب. 🪐
المصدر: المصدر