januar 23, 2021

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Mala astronomía |  El azar jugó un papel en mantener la Tierra habitable durante miles de millones de años

Mala astronomía | El azar jugó un papel en mantener la Tierra habitable durante miles de millones de años

Cuando miras a tu alrededor, en casi cualquier lugar de la Tierra, ves vida. La Tierra parece un apoyo exquisito a la vida: la vemos en el aire, en el agua, en la tierra e incluso en las profundidades del subsuelo.

¿Pero era eso inevitable? Sabemos que ha habido extinciones masivas en el pasado, algunos eliminan la mayor parte de la vida en la Tierra. Sin embargo, desde que la vida comenzó y se extendió por la Tierra no ha habido ningún evento que completamente vida erradicada. ¡Por supuesto! De lo contrario, no estaríamos aquí para reflexionar sobre ello.

Aún así, es interesante. Eso significa, a pesar de algunos eventos temporales seriamente incapacitantes, El clima de la Tierra se ha mantenido relativamente estable durante 3 a 4 mil millones de años.

Eso también es extraño. Sabemos que las estrellas como el Sol se calientan más a medida que envejecen, y que hace mucho tiempo el Sol era un 30% más débil. Eso significa que la Tierra antigua debería haber estado congelada o, suponiendo que fuera clemente, la Tierra debería estar hirviendo ahora. Tampoco es cierto, lo cual es un misterio.

Se llama la paradoja del débil sol joven, y ha llevado a muchos científicos a suponer que la Tierra tiene una especie de termostato, un conjunto de condiciones que tienden a reequilibrar un sistema que se sale de control para que no se caliente ni enfríe demasiado. Este sería un sistema de retroalimentación negativa, donde si surge una condición para, digamos, calentar la Tierra, las cosas cambiarán para enfriarla nuevamente.

Pero sabemos que también existen condiciones de retroalimentación positiva. Si libera demasiado dióxido de carbono en el aire, los océanos se calentarán, lo que liberará más CO2y obtienes un ciclo de retroalimentación que termina mal. Como estamos viendo ahora. Y si hay muy poco CO2 en el aire, la Tierra se congelaría.

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Entonces, tal vez tengamos suerte, y nuestro medio ambiente se mantuvo estable durante todos esos eones de vida.

Entonces, ¿es por casualidad o por mecanismo? ¿O ambos?

Descubrir, un científico realizó un experimento inteligente. Creó una simulación de 100,000 planetas (!!) donde a cada uno se le dio un conjunto de retroalimentaciones climáticas aleatorias, algunas negativas y otras positivas, y rastreó sus temperaturas durante 3 mil millones de años, sin otras variables (contenido de agua, por ejemplo, o atmósfera respirable ) fue simulado. Para simplificar, solo quería ver si un planeta podía mantener una temperatura habitable durante un largo período de tiempo, como lo ha hecho la Tierra.

Para ser claros, los comentarios de simulación no se basaron en los reales como el CO2 en el aire; en cambio, asignó los planetas al azar matemático retroalimentaciones, situaciones estrictamente numéricas para ver qué pasaría. También lanzó cambios aleatorios más grandes en momentos aleatorios para simular el forzamiento externo de la temperatura, similar a cosas como impactos de asteroides o erupciones de supervolcanes.

Luego, se ejecutó cada simulador de planeta 100 veces, con las variaciones en él cambiadas un poco, para ver qué pasa con la temperatura.

El punto aquí no era crear una simulación climática completa, sino ver qué papel juega el azar en la habitabilidad de un planeta. Estaba probando dos hipótesis. La hipótesis 1 es que la retroalimentación no tiene ningún efecto, por lo que las fluctuaciones aleatorias gobiernan el día; es pura casualidad si un planeta permanece en un rango de temperatura habitable durante miles de millones de años. La segunda hipótesis es que tener retroalimentación, ya sea negativa o positiva, garantías ya sea éxito o fracaso, sin que el azar juegue ningún papel.

En otras palabras, esperaba ver si la retroalimentación climática realmente es la razón por la que la Tierra ha permanecido habitable durante tanto tiempo, o si simplemente tenemos suerte. Un planeta se consideraba habitable si su temperatura se mantuvo relativamente estable durante la simulación de 3 mil millones de años.

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Lo que encontró es interesante. De 100.000 planetas, el 9% tuvo éxito al menos una vez (y 1.400 tuvieron éxito en la primera ejecución de 100 carreras). Algunos planetas tuvieron éxito dos veces, unas tres veces … y de hecho, al observar los 100.000 planetas, tenía todos los números entre 1 y 100 carreras exitosas.

Pero, solo 1 planeta tuvo 100 carreras exitosas de 100. Ese es un planeta robusto, lo que indica que nada pudo evitar que fuera un lugar agradable para vivir (y menos en temperatura).

En general, al observar el rango de resultados y cómo ocurrieron, su conclusión es que tanto la retroalimentación como el azar juegan un papel en la capacidad de un planeta para permanecer en un rango de temperatura habitable. Si bien la tasa de éxito varió de un modelo a otro, el cambio de los factores durante las 100 ejecuciones aún respaldaba la idea de que tanto el mecanismo como el azar desempeñaban un papel.

Al parecer, la fortuna favorece al planeta preparado.

Entonces, ¿podemos extrapolar esto a la Tierra, diciendo que son tanto los comentarios que tenemos como la probabilidad aleatoria lo que ha mantenido nuestro mundo justo? ¿justa? Si rebobinamos la cinta y variamos un poco las circunstancias, ¿todavía tendríamos un mundo habitable en el que vivir?

Yo no iría tan lejos. Esto parece apoyar esa idea, pero como dijo el propio autor en el artículo, “Las simplificaciones e incertidumbres en el diseño del modelo significan que debe ser poco realista en algunos aspectos. Por lo tanto, se requiere precaución al extrapolar los resultados del modelo a la realidad “.

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En otras palabras, esta es una prueba muy simplista y se deben realizar otras mucho más complicadas. Después de todo, la Tierra se ha acercado varias veces al punto de inflexión, por lo que no es difícil imaginar un enorme impacto de asteroide o algún otro factor que nos ensucie. ¡Pero aún así, esta simulación es un primer paso interesante!

Hace una predicción: la mayoría de los exoplanetas que son similares a la Tierra serán inhabitables, ya que eso sucedió en la mayoría de sus pruebas. Los planetas como la Tierra fueron la excepción. Si descubrimos que eso es cierto, no es así probar la hipótesis, pero apoya eso. Y si encontramos más realmente son habitable, bueno, eso será interesante, ¿no?

Y esto sirve como advertencia. Realmente no saber lo robusta que es la Tierra, lo bien que puede recibir un golpe y seguir adelante. Ha sido golpeado en el pasado, escalonado y sacudido las cosas, pero no sin cierto grado de impactos ambientales a largo plazo. Y nuestra propia especie, nuestra civilización, se balancea al filo de la navaja en este momento. No se necesitaría un golpe tan grande para causarnos una calamidad incalculable, incluso si el ecosistema de la Tierra de alguna manera lograra sobrevivir.

Tengo muchos problemas con los humanos, pero preferiría que no nos extingamos. Jugar sin control con los comentarios que ya están en su lugar me parece una idea bastante terrible. La Tierra puede ser robusta, pero nosotros no lo somos.

Debemos tener más cuidado. Hay una razón por la que estas cosas se llaman cuentos de advertencia.