La maggior parte degli scienziati prevede che tra circa un miliardo di anni, la radiazione sempre crescente del sole avrà bruciato la Terra oltre l'abitabilità. Un gruppo di ricercatori di Caltech ha studiato un meccanismo che farebbe sì che qualsiasi pianeta con organismi viventi rimanga abitabile più a lungo di quanto si pensasse inizialmente, forse raddoppiando la durata della vita. Sembra una buona notizia per i futuri abitanti della Terra, ma anche questo meccanismo potrebbe aumentare le possibilità che la vita altrove nell'Universo possa avere il tempo di progredire a livelli avanzati.
I ricercatori affermano che la pressione atmosferica è un regolatore climatico naturale per un pianeta terrestre con una biosfera. Attualmente, e in passato, la Terra ha mantenuto le sue temperature superficiali attraverso l'effetto serra. C'erano grandi quantità di CO2 e altri gas serra nell'atmosfera 1 miliardo di anni fa, il che era una buona cosa. Altrimenti, la Terra potrebbe essere stata un cubetto di ghiaccio congelato. Ma con l'aumento della luminosità e del calore del sole con l'invecchiamento, la Terra ha naturalmente reagito riducendo la quantità di gas serra nell'atmosfera, riducendo così l'effetto di riscaldamento e rendendo la superficie del pianeta comodamente abitabile.
Di fronte a ciò che la maggior parte degli scienziati afferma tuttavia, il professore Caltech Joseph L. Kirschvink afferma che la Terra potrebbe avvicinarsi al punto in cui non è rimasto abbastanza anidride carbonica per regolare le temperature usando la stessa procedura. Ma non temere, c'è un altro meccanismo in atto che potrebbe funzionare ancora meglio per regolare le temperature sulla Terra, mantenendo il nostro pianeta natale confortevole per la vita anche più a lungo di quanto chiunque abbia mai previsto.
Nel loro articolo, Kirschvink e i suoi collaboratori, il professore Caltech Yuk L. Yung, e gli studenti laureati King-Fai Li e Kaveh Pahlevan mostrano che la pressione atmosferica è un fattore che regola la temperatura globale ampliando le linee di assorbimento a infrarossi dei gas serra. Il loro modello suggerisce che semplicemente riducendo la pressione atmosferica, la durata della vita di una biosfera può essere estesa per almeno 2,3 miliardi di anni nel futuro, più che raddoppiando le stime precedenti.
I ricercatori usano un'analogia "coperta" per spiegare il meccanismo. Per i gas serra, l'anidride carbonica sarebbe rappresentata dalle fibre di cotone che compongono la coperta. "La trama del cotone può presentare buchi che consentono al calore di fuoriuscire", spiega Li, l'autore principale del documento.
"La dimensione dei fori è controllata dalla pressione", afferma Yung. "Spremere la coperta", aumentando la pressione atmosferica, "e i fori diventano più piccoli, quindi può fuoriuscire meno calore. Con una pressione minore, i fori diventano più grandi e può fuoriuscire più calore ", dice, aiutando il pianeta a liberare il calore aggiuntivo generato da un sole più luminoso.
La soluzione è di ridurre sostanzialmente la pressione totale dell'atmosfera stessa, rimuovendo enormi quantità di azoto molecolare, il gas in gran parte non reattivo che costituisce circa il 78 percento dell'atmosfera. Ciò regolerebbe le temperature superficiali e permetterebbe all'anidride carbonica di rimanere nell'atmosfera, a supporto della vita.
Questo non dovrebbe essere fatto sinteticamente - sembra accadere normalmente. La biosfera stessa estrae azoto dall'aria, perché l'azoto viene incorporato nelle cellule degli organismi mentre crescono e viene sepolto con loro quando muoiono.
In effetti, "questa riduzione dell'azoto è qualcosa che potrebbe già accadere", afferma Pahlevan, e che si è verificato nel corso della storia della Terra. Ciò suggerisce che la pressione atmosferica della Terra potrebbe essere più bassa di quanto non fosse prima nella storia del pianeta.
La prova di questa ipotesi può venire da altri gruppi di ricerca che stanno esaminando le bolle di gas formate nelle antiche lave per determinare la pressione atmosferica passata: la dimensione massima di una bolla formatrice è limitata dalla quantità di pressione atmosferica, con pressioni più alte che producono bolle più piccole, e vice versa.
Se vero, il meccanismo potrebbe anche verificarsi su qualsiasi pianeta extrasolare con un'atmosfera e una biosfera.
"Speriamo che in futuro non solo rileggeremo pianeti simili alla terra attorno ad altre stelle, ma impareremo qualcosa sulle loro atmosfere e sulle pressioni ambientali", afferma Pahlevan. "E se si scopre che i pianeti più vecchi tendono ad avere atmosfere più sottili, sarebbe un'indicazione che questo processo ha una certa universalità."
I ricercatori sperano che le atmosfere degli esopianeti possano essere studiate per vedere se ciò sta accadendo su altri mondi.
E se la durata dell'abitabilità potrebbe essere più lunga sul nostro pianeta, ciò potrebbe avere implicazioni per trovare la vita intelligente altrove nell'Universo.
"Non ci è voluto molto tempo per produrre la vita sul pianeta, ma ci vuole molto tempo per sviluppare una vita avanzata", afferma Yung. Sulla Terra, questo processo ha richiesto quattro miliardi di anni. “L'aggiunta di un ulteriore miliardo di anni ci dà più tempo per lo sviluppo e più tempo per incontrare civiltà avanzate, la cui stessa esistenza potrebbe essere prolungata da questo meccanismo. Ci dà la possibilità di incontrarci. "
Fonti: Carta, Pressione atmosferica come regolatore del clima naturale per un pianeta terrestre con una biosfera, Caltech
