Ist die Erde ein selbstorganisierender Organismus? Eine neue Studie legt nahe, dass unser Planet eine interne Klimakontrolle enthält

Das Perm-Trias-Aussterbeereignis, auch genannt Der große TodSeinen Spitznamen hat er sich definitiv verdient. Es war das größte Massensterben in den geologischen Aufzeichnungen und löschte alles dazwischen aus 83 und 97 Prozent Für alle Arten, die auf der Erde leben. Obwohl die genaue Ursache diskutiert wird, ist es ein Extrem Vulkanische Aktivität, die den Planeten gekocht haben könnte Er wurde als Hauptschuldiger angeklagt.

Aber irgendwie ging das Leben auf dem Planeten trotz der Angriffe von Asteroiden und Weltraumstrahlung für etwa vier Milliarden Jahre weiter. Wenn unser Planet in a eintritt Sechstes Massensterbenangespornt durch eine Welle menschlicher Aktivitäten, die Tausende von Arten ausgelöscht hat, stellt sich die Frage, wie das funktioniert – insbesondere, wie sich die Erde von großen Katastrophen oder extremen Veränderungen der Atmosphäre oder des Klimas zu erholen scheint dringender.

Es stellt sich heraus, dass die Antwort teilweise sogar noch seltsamer sein kann, als sich irgendjemand vorgestellt hat. Neue Forschung in der Zeitschrift Wissenschaft schreitet voran Es wird vermutet, dass die Erde ihre Temperatur über Hunderttausende von Jahren selbst regulieren könnte. Mit anderen Worten, es gibt großräumige geologische Prozesse, die Kohlendioxid über riesige Zeiträume zu absorbieren scheinen. Die beteiligten Zeitskalen sind jedoch viel zu lang, um die durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe verursachte Kohlendioxidspitze zu korrigieren, was bedeutet, dass uns der Mechanismus nicht davor bewahren wird Klimawandel.

Constantin Arnscheidt und Daniel Rothman, Forscher vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, untersuchten Daten aus mehreren Datensätzen, die die globale Temperatur der letzten 66 Millionen Jahre dokumentieren. Diese paläoklimatischen Aufzeichnungen umfassen Eisproben aus der Antarktis und die chemische Zusammensetzung prähistorischer Meeresfossilien, die uns viel darüber erzählen können, wie die Erdatmosphäre in der fernen Vergangenheit aussah.

„Diese gesamte Studie ist nur möglich, weil es erhebliche Fortschritte bei der Verbesserung der Genauigkeit der Temperaturaufzeichnungen in der Tiefsee gegeben hat“, sagte Arnschidt in einer Erklärung. Aussage. „Jetzt haben wir Daten, die 66 Millionen Jahre zurückreichen, wobei Datenpunkte Tausende von Jahren auseinanderliegen.“

Die beiden MIT-Wissenschaftler fanden ein starkes Muster, das darauf hindeutet, dass die Erde Rückkopplungsschleifen verwendet, um Temperaturen in einem Bereich zu halten, in dem Leben gedeihen kann. Dies geschieht jedoch auf einer Zeitskala von Hunderttausenden von Jahren, so dass zwar impliziert wird, dass sich unser Planet von dem vom Menschen verursachten Klimawandel erholen wird, dies jedoch nicht früh genug geschehen wird, um uns zu retten.

Diese Entdeckung hat große Auswirkungen auf unser Verständnis der Vergangenheit, aber auch darauf, wie die globale Erwärmung die Zukunft unserer Heimatwelt prägen wird. Es hilft uns sogar dabei, die Entwicklung der planetaren Temperaturen besser zu verstehen, was die Suche danach erleichtern kann Von Außerirdischen bevölkerte Exoplaneten sind fruchtbarer.

„Sie haben einen Planeten, dessen Klima viele dramatische äußere Veränderungen durchgemacht hat. Warum hat das Leben so lange überlebt? Ein Argument ist, dass wir eine Art Stabilisierungsmechanismus brauchen, um die für das Leben geeigneten Temperaturen aufrechtzuerhalten“, sagte Ernschidt. „Allerdings ist aus den Daten nicht bewiesen, dass ein solcher Mechanismus das Erdklima konsequent kontrolliert hat.“

Viele Wissenschaftler haben vermutet, dass die Erde ihre Temperatur im Laufe der Geschichte selbst reguliert hat, aber dies war schwer zu beweisen. In den 1960er Jahren wandte der verstorbene Erfinder und Ökologe James Lovelock darwinistische Prozesse auf den gesamten Planeten anstatt auf einen einzelnen Organismus an, um zu erklären, wie sich ein so komplexes System entwickeln konnte. Nennen Sie dies Gaia-Hypothesewas erklärt, wie die Erde und ihre biologischen Systeme Rückkopplungsschleifen gebildet haben, die unseren Planeten für lebende Organismen geeignet machen.

Er half auch bei der Erklärung Das Dim-Sun-ParadoxonEs wurde zuerst von den Astronomen Carl Sagan und George Mullin V vorgeschlagen 1972. Im Grunde war unsere Sonne vor 4,5 Milliarden Jahren viel jünger und kühler. Basierend auf unserem aktuellen Verständnis des Lebenszyklus von Sternen könnte die Sonne damals etwa 30 % dunkler gewesen sein als heute. Das wiederum würde die Erde zu kalt für flüssiges Wasser machen und die Bildung von Leben verhindern – bis jetzt Offensichtlich ist dies passiert. Wie ist unsere felsige Welt damit durchgekommen?

Die Antwort scheint darin zu liegen, wie Kohlenstoff über den Planeten zirkuliert. Eine bekannte Theorie besagt, dass bei der Entstehung unseres Planeten seine Atmosphäre voller Kohlendioxid war, einem starken Treibhausgas, das es ihm ermöglichte, Wärme zu absorbieren, obwohl die Sonne viel kühler war.

komplexer Prozess bekannt als Silikatverwitterung Dann entfernt es Kohlendioxid aus der Atmosphäre und begräbt es auf dem Meeresboden. Im Laufe der Zeit kühlt dies den Planeten ab. Dann sowas Große Vulkanausbrüche oder Menschen fahren Autos, wodurch mehr Kohlendioxid in die Luft gepumpt wird, wodurch sich der Planet wieder erwärmt. Im Laufe der Jahrhunderte scheint sich die Erde zwischen extremer Kälte und extremer Hitze auszubalancieren, was erklärt, warum manche die Erde A nennen Goldlöckchen-Planet.

Die MIT-Studie hilft dabei, aktuelle Daten mit dieser alten Theorie abzugleichen und hilft uns, unsere Vergangenheit und die Folgen eines unkontrollierten Klimawandels besser zu verstehen. Und es liegt nahe, dass, wenn solche Rückkopplungsschleifen auf unserem Planeten existieren, sie möglicherweise auch in anderen Galaxien existieren und die Suche nach außerirdischem Leben unterstützen.

„Das ist einerseits gut, weil wir wissen, dass die heutige globale Erwärmung irgendwann durch diese Stabilisierungsreaktionen aufgehoben wird“, sagt Konstantin Arnschedt, Doktorand am Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences (EAPS) des MIT. . „Aber auf der anderen Seite würde es Hunderttausende von Jahren dauern, bis das passiert, also ist es nicht schnell genug, um unsere aktuellen Probleme zu lösen.“

Arnscheidts Modell konnte dieses Gleichgewicht jedoch nicht auf Zeitskalen von mehr als einer Million Jahren erklären, sodass der Zufall möglicherweise auch eine große Rolle für den Erfolg des Lebens auf diesem Felsen gespielt hat.

„Es gibt zwei Lager: Die einen sagen, der Zufall reicht als Erklärung aus, die anderen sagen, es muss stabile Reaktionen geben“, sagte Arnschedt. „Wir können direkt aus den Daten zeigen, dass die Antwort wahrscheinlich irgendwo dazwischen liegt. Mit anderen Worten, es gab eine gewisse Stabilität, aber möglicherweise hat auch pures Glück eine Rolle dabei gespielt, die Erde bewohnbar zu halten.“

Möglicherweise war es eine Kombination aus Zufälligkeit und Rückkopplungsschleifen wie der Silikatverwitterung, die die Temperatur der Erde in der Vergangenheit beeinflusst hat. Aber in der Zukunft der Menschheit wird es der freie Wille sein – unsere Politik, unser Konsum, unsere Entscheidungen – der die zukünftige Temperatur des Planeten bestimmt. Und wir können diese natürlichen Systeme so sehr verwirren, dass sie nicht in der Lage sein werden, ein Gleichgewicht zu erreichen, ähnlich wie bei prominenten Theorien über Potenziale Leben auf dem Mars.

„Die Erwärmung der Sonne war langsam genug, um die Entwicklung von Leben zu ermöglichen, ein Prozess, der Millionen von Jahren dauert. Leider ist die Sonne jetzt zu heiß, um das organische Leben auf der Erde weiter zu entwickeln“, schrieb Lovelock in seinem Buch von 2019.Novasyn: Das kommende Zeitalter der Hyperintelligenz. „Die Wärmeabgabe unseres Sterns ist zu groß, um wieder Leben zu beginnen, wie es vor 4 Milliarden bis 2,5 Milliarden Jahren durch einfache Chemikalien in der Archaischen Ära geschah.“ Wenn das Leben auf der Erde ausgelöscht wird, wird es nie wieder beginnen.“