ほとんどの科学者は、約10億年の間に、太陽の絶えず増大する放射線が居住可能性を超えて地球を焦がすと予測しています。カルテックの研究者グループは、生物がいる惑星が当初考えられていたよりも長く居住可能であり、おそらく寿命が2倍になるメカニズムを研究しました。これは、地球の将来の住人にとって良いニュースのように聞こえますが、このメカニズムは、宇宙の他の場所での生活が高度なレベルに進む時間を持つ可能性を高める可能性があります。
研究者達は、大気圧は生物圏のある地球型惑星のための自然の気候調節因子であると言います。現在、そして過去において、地球は温室効果によってその表面温度を維持してきました。 10億年前の大気中のCO2やその他の温室効果ガスの量は以前より多かったが、これは良いことでした。そうでなければ、地球は凍った氷であったかもしれません。しかし、地球は、古くなるにつれて太陽の光度と熱が増加するにつれて、大気中の温室効果ガスの量を減らすことで自然に対処し、温暖化の影響を減らし、惑星の表面を快適に住みやすくしました。
しかし、ほとんどの科学者の主張とは反対に、カルテック教授のジョセフL.キルシュビンク教授は、同じ手順を使用して温度を調整するのに十分な二酸化炭素が残っていない点に地球が近づいている可能性があると言います。しかし、恐れることはありません。地球の温度を調整するためにさらにうまく機能し、私たちの故郷の惑星を誰も予想していなかったよりも長く快適に過ごせるメカニズムが進行中です。
Kirschvinkと彼の共同研究者であるCaltech教授のYuk L. Yungと大学院生のKing-Fai LiとKaveh Pahlevanは、温室効果ガスの赤外線吸収線を広げることにより、気温が地球の気温を調整する要因であることを示しています。彼らのモデルは、単に気圧を下げることで、生物圏の寿命を少なくとも23億年先まで延ばすことができ、以前の推定値を2倍にすることを示唆しています。
研究者は、メカニズムを説明するために「包括的な」類推を使用します。温室効果ガスの場合、二酸化炭素は毛布を構成する綿繊維に代表されます。 「綿織りには穴があり、熱が漏れる可能性があります」と、論文の筆頭著者であるLi氏は説明します。
「穴のサイズは圧力によって制御されます」とYungは言います。大気圧を上げて「毛布を絞る」と、穴が小さくなり、熱が逃げにくくなります。圧力が低いと、穴は大きくなり、より多くの熱が逃げることができます」と彼は言い、より明るい太陽によって生成された余分な熱を惑星が放出するのを助けます。
解決策は、大気の約78％を構成する主に非反応性のガスである大量の分子状窒素を除去することにより、大気自体の全圧を実質的に低下させることです。これは、表面温度を調整し、二酸化炭素を大気中に残し、生命を維持することを可能にします。
これは総合的に行う必要はありません。通常のように見えます。生物圏はそれ自体が空気から窒素を取り除きます。なぜなら、窒素は生物の成長に伴って生物の細胞に組み込まれ、死ぬと生物の細胞に埋め込まれるからです。
実際、「この窒素の減少はすでに起こっているかもしれないことです」とパーレヴァンは言い、それは地球の歴史の過程で起こった。これは、地球の気圧が現在、惑星の歴史の初期よりも低い可能性があることを示唆しています。
この仮説の証拠は、過去の大気圧を決定するために古代の溶岩で形成された気泡を調査している他の研究グループから来ている可能性があります：形成する気泡の最大サイズは大気圧の量によって制約され、圧力が高いほど気泡が小さくなります逆に。
真の場合、このメカニズムは大気と生物圏のある太陽系外惑星でも発生する可能性があります。
「将来的には、他の星の周りの地球に似た惑星を検出するだけでなく、それらの大気や周囲の圧力について何かを学ぶことができれば幸いです」とPahlevanは言います。 「そして古い惑星がより薄い大気を持っている傾向があることが判明した場合、それはこのプロセスにある程度の普遍性があることを示しています。」
研究者たちは、太陽系外惑星の雰囲気を調査して、これが他の世界で起こっているかどうかを確認できることを期待しています。
そして、居住性の持続期間が私たちの惑星でより長くなる可能性がある場合、これは宇宙の他の場所でインテリジェントな生命を見つけることに影響を与える可能性があります。
「地球上で生命を生み出すのにそれほど時間はかかりませんでしたが、高度な生命を育むのに非常に長い時間がかかります」とユングは言います。地球上では、このプロセスには40億年かかりました。 「さらに10億年を追加することで、開発の時間が長くなり、高度な文明に遭遇する時間が増えます。高度な文明には、このメカニズムによってその存在が長期化する可能性があります。それは私たちに会う機会を与えてくれます。」
出典：紙、生物圏のある地球型惑星の自然気候調整因子としての気圧、Caltech
