حقوق الصورة: ناسا
يعتقد العلماء أن إمالة محور الأرض مهم جدًا لدعم الحياة على كوكبنا ، ولكن يبدو أن محاكاة جديدة من جامعة ولاية بنسلفانيا تشير إلى أن الحياة يمكن أن تنشأ على كوكبنا ، حتى لو كانت مائلة بشدة. حتى عندما يميل الكوكب بعد درجاته الحالية البالغة 23 درجة إلى 54 و 70 و 85 درجة ، فإن المناخ العالمي والأمطار والثلوج والغطاء الجليدي يتطابق تمامًا مع مناخ اليوم. فقط عندما لم يكن هناك إمالة ، توقعت المحاكاة عالماً أكثر برودة مما لدينا - لكنها لا تزال صالحة للسكن إلى حد كبير.
إيري ، بنسلفانيا.؟ في أفلام الخيال العلمي B ، غالبًا ما تدفع قوة رهيبة الأرض بعيدًا عن محورها وتسبب كارثة لجميع أشكال الحياة على الأرض. في الواقع ، ستظل الحياة ممكنة على الأرض وأي كواكب تشبه الأرض إذا كان ميل المحور أكبر مما هو عليه الآن ، وفقًا للباحثين في ولاية بنسلفانيا.
"ليس لدينا حاليًا ملاحظات عن الكواكب خارج المجموعة الشمسية ، لكنني أتخيل أننا سنكتشف في المستقبل القريب بعض هذه الكواكب الصغيرة" يقول الدكتور دارين ويليامز ، أستاذ مساعد في الفيزياء وعلم الفلك ، بن ستيت إيري ، كلية بهرند. القضية المطروحة علينا هي كيف ستكون؟ هل سيكون لديهم أقمار؟ كيف ستكون مناخاتهم؟ هل سيكونون كفريق مع الحياة أم أن الحياة ستكون نادرة؟
أظن ، استنادًا إلى المحاكاة ونظامنا الشمسي الخاص بنا ، أن العديد من الكواكب الشبيهة بالأرض سيكون لها محاور دوارة تميل بشدة أكثر من محور الأرض.
استخدم ويليامز ، بالعمل مع ديفيد بولارد ، باحث مشارك في علوم الأرض في ولاية بنسلفانيا ، نماذج مناخية للدورة الدموية العامة لمحاكاة مجموعة متنوعة من مستويات الميل ، وثاني أكسيد الكربون والكواكب. وقد أبلغوا عن نتائجهم في المجلة الدولية لعلم الأحياء الفلكي.
نظر الباحثون لأول مرة إلى الأرض الحالية مع إمالة 23 و 54 و 70 و 85 درجة. يبلغ ميل الأرض اليوم حوالي 23 درجة. المحاكاة التي تحاكي الأرض والميل اليوم تتطابق بشكل وثيق مع مناخ اليوم ، بما في ذلك أنماط هطول الأمطار الإقليمية ، والثلج والغطاء الجليدي والجفاف.
"يميل أكبر من الحاضر ينتج متوسط درجات حرارة سنوية عالمية أعلى من متوسط درجة حرارة الأرض الحالية التي تبلغ حوالي 57 درجة فهرنهايت" يقول ويليامز. • فوق 54 درجة من الميل ، فإن الاتجاه هو أن ينخفض متوسط درجة الحرارة العالمية السنوية مع زيادة الميل.
يشرح عالم ولاية بنسلفانيا أن هذا الانخفاض يحدث بسبب وجود المزيد من الأراضي شمال خط الاستواء في الأرض الحالية. ومع ذلك ، فإن درجات الحرارة السنوية المتوسطة ليست أفضل طريقة لتحديد ما إذا كان الكوكب يمكن أن يكون صالحًا للسكن ، حيث يمكن أن تكون التغيرات في درجات الحرارة الموسمية شديدة.
نظر الباحثون أيضًا إلى هذه الأرض المائلة التي تحتوي على عشرة أضعاف ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. يزيد ثاني أكسيد الكربون كغاز دفيئة من درجات الحرارة على كوكب. أنتجت هذه النماذج الأرض بدرجات حرارة أعلى من 11 إلى 18 درجة فهرنهايت.
نظرًا لأن جميع الكواكب لن تحتوي على جغرافيا الأرض ، أخذ الباحثون صفحة من تاريخ الأرض وصمموا نموذجًا لأرض يبلغ عمرها 750 مليون عام تمثل التجلد الجليدي وأرض عمرها 540 مليون عام ، وهو أقرب تقريب متاح لتجليد فارانجير.
أثناء الستيورتان ، كانت الكتل الأرضية استوائية بشكل أساسي وتكتلت في الغالب ضمن 30 درجة من خط الاستواء ،؟ يقول باحث ولاية بنسلفانيا إيري. في نموذج فارانجير ، كل شيء قريب من القطب الجنوبي.
بينما تبلغ مساحة الأرض الحالية حوالي 30 في المائة من الأرض إلى 70 في المائة من المياه ، فإن هذه المناطق الجغرافية القديمة تبلغ حوالي 22 في المائة من الأرض و 78 في المائة من المياه.
تحدث أعلى درجات الحرارة والاختلافات الموسمية مع أكبر مناطق اليابسة في خطوط العرض المتوسطة إلى المرتفعة. يقول ويليامز.
كما أدار الباحثون بعضًا من نماذج الأرض بدون إمالة.
الأرض الحالية هي واحدة من أكثر الكواكب غير الصالحة للسكن التي قمنا بمحاكاةها؟ يقول ويليامز. • حوالي 8.7 في المائة من سطح الأرض أبرد من 14 درجة فهرنهايت في المتوسط ، وهذه النسبة تبلغ ذروتها عند 13.2 في المائة في فبراير بسبب الكتل الأرضية الكبيرة عند خطوط العرض العالية المغطاة بالثلوج.
الكواكب الوحيدة الأكثر برودة من أرض اليوم هي تلك الكواكب التي تحاكي بدون إمالة.
ومحاكاة فارانغر ، التي تقع معظم أراضيها في نصف الكرة الجنوبي ، هي الأكثر تطرفًا حيث تبلغ 15.6 في المائة من سطح الأرض أقل من 14 درجة فهرنهايت في يوليو و 9.3 في المائة من السطح فوق 122 درجة فهرنهايت في يناير. في المتوسط ، ما يقرب من 28 في المئة من مساحة اليابسة على هذا الكوكب غير صالحة للسكن بمعايير الأرض.
"تقترح هذه المحاكاة أن الكواكب التي تحتوي على قارات عظمى قطبية كبيرة أو مخزونات صغيرة من الماء ستكون الأكثر إشكالية للحياة في حالة انحراف عالٍ؟" يقول ويليامز.
لم يكن لأي من الكواكب ذات الإمالة المتزايدة صفائح جليدية دائمة بالقرب من خط الاستواء. ولاحظ الباحثون أن هذا لا يضمن أن العالم مناسب للحياة. من شأن درجات الحرارة القصوى في معظم الأرض المحاكاة أن تجعل من الصعب على جميع أشكال الحياة البقاء على قيد الحياة. تسبب التطرف لأن الميل يضع أجزاء كبيرة من الكوكب في ظلام دامس 24 ساعة أو أشعة الشمس على مدار 24 ساعة لفترات طويلة من شأنه أيضًا أن يمنع الكائنات الحية الضوئية.
يقترح الباحثون أنه حتى مع الإمالة العالية ، يمكن أن توجد الحياة على الكواكب التي شكلوها.
"إذا كانت الحياة لا تشغل الأسطح القارية التي ابتليت موسمياً بأعلى درجة حرارة ، فإن هذه الكواكب يمكن أن تدعم الحياة الأكثر تقدمًا؟" يقول الباحثون. في حين أن مثل هذه العوالم تظهر مناخات مختلفة تمامًا عن الأرض ، إلا أن العديد منها سيظل مناسبًا لكل من الأشكال البسيطة والمتقدمة للحياة المعتمدة على الماء.
لذلك لا يوجد سبب للقضاء على الكواكب الشبيهة بالأرض مع إمالة أكبر من الأرض من عمليات البحث المستقبلية عن الحياة خارج النظام الشمسي.
"لدينا كوكب واحد ولدينا الكثير من الأنواع على هذا الكوكب ، لكنها نقطة بيانات واحدة فقط؟" يقول ويليامز. ربما في يوم من الأيام سنكتشف كل شيء عن الحياة على كوكبنا ، ولكن لا يوجد بالقرب من ما هو ممكن في مكان آخر.
دعمت مؤسسة العلوم الوطنية هذا العمل.
المصدر الأصلي: نشرة جامعة ولاية بنسلفانيا
