นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คาดการณ์ว่าประมาณหนึ่งพันล้านปีรังสีที่เพิ่มขึ้นของดวงอาทิตย์จะทำให้โลกเกรียมจนเกินเอื้ออาศัย นักวิจัยกลุ่มหนึ่งจากคาลเทคได้ศึกษากลไกที่จะทำให้ดาวเคราะห์ใด ๆ ที่มีสิ่งมีชีวิตยังคงอาศัยอยู่ได้นานกว่าที่คิด แต่อาจเพิ่มอายุการใช้งานเป็นสองเท่า เสียงนี้เป็นข่าวดีสำหรับผู้ที่อาศัยอยู่ในโลกในอนาคต แต่กลไกนี้สามารถเพิ่มโอกาสที่ชีวิตในที่อื่น ๆ ในจักรวาลอาจมีเวลาก้าวหน้าไปถึงระดับที่สูงขึ้น
นักวิจัยกล่าวว่าความดันบรรยากาศเป็นตัวควบคุมสภาพภูมิอากาศตามธรรมชาติสำหรับดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่มีชีวมณฑล ปัจจุบันและในอดีตโลกได้รักษาอุณหภูมิพื้นผิวของมันผ่านภาวะเรือนกระจก เคยมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ จำนวนมากในบรรยากาศเมื่อ 1 พันล้านปีก่อนซึ่งเป็นสิ่งที่ดี มิฉะนั้นโลกอาจจะกลายเป็นน้ำแข็งก้อนน้ำแข็ง แต่เมื่อความส่องสว่างและความร้อนของดวงอาทิตย์เพิ่มสูงขึ้นเมื่ออายุมากขึ้นโลกได้เผชิญกับธรรมชาติโดยการลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศจึงช่วยลดผลกระทบจากความร้อนและทำให้พื้นผิวของดาวเคราะห์เป็นที่อยู่อาศัยอย่างสะดวกสบาย
ตรงกันข้ามกับสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เรียกร้องอย่างไรก็ตามศาสตราจารย์โจเซฟแอล Kirschvink แคลเทคกล่าวว่าโลกอาจเข้าใกล้จุดที่มีคาร์บอนไดออกไซด์เหลือไม่เพียงพอที่จะควบคุมอุณหภูมิโดยใช้กระบวนการเดียวกัน แต่ไม่ต้องกลัวมีกลไกอีกอย่างหนึ่งที่อาจทำงานได้ดียิ่งขึ้นในการควบคุมอุณหภูมิบนโลกทำให้ดาวเคราะห์บ้านของเราสบายใจสำหรับชีวิตแม้จะนานกว่าใครก็ตามที่เคยทำนายไว้
ในบทความของพวกเขา Kirschvink และผู้ร่วมงานของเขา Caltech ศาสตราจารย์ Yuk L. Yung และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา King-Fai Li และ Kaveh Pahlevan แสดงให้เห็นว่าความดันบรรยากาศเป็นปัจจัยที่ปรับอุณหภูมิโลกโดยการขยายสายการดูดซับก๊าซเรือนกระจกในวงกว้าง แบบจำลองของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าเพียงแค่ลดความดันบรรยากาศอายุขัยของชีวมณฑลสามารถขยายออกไปได้อย่างน้อย 2.3 พันล้านปีในอนาคต
นักวิจัยใช้การเปรียบเทียบ“ ผ้าห่ม” เพื่ออธิบายกลไก สำหรับก๊าซเรือนกระจกคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกแทนด้วยเส้นใยฝ้ายที่ทำขึ้นเป็นผ้าห่ม “ ผ้าฝ้ายทออาจมีรูซึ่งทำให้ความร้อนรั่วไหลออกมา” หลี่ผู้เขียนนำกระดาษอธิบาย
“ ขนาดของรูนั้นถูกควบคุมด้วยแรงดัน” ยูงกล่าว “ บีบผ้าห่ม” โดยเพิ่มความดันบรรยากาศ“ และรูเล็กลงทำให้ความร้อนลดลง เมื่อความดันลดลงหลุมก็จะใหญ่ขึ้นและความร้อนก็จะสามารถหนีออกมาได้มากขึ้น” เขากล่าวการช่วยโลกให้ลดความร้อนที่เกิดจากดวงอาทิตย์ที่ส่องสว่างมากขึ้น
วิธีการแก้ปัญหาคือการลดความดันรวมของชั้นบรรยากาศลงอย่างมากโดยการกำจัดไนโตรเจนโมเลกุลจำนวนมากซึ่งเป็นก๊าซที่ไม่มีปฏิกิริยาซึ่งส่วนใหญ่ทำขึ้นประมาณ 78 เปอร์เซ็นต์ของชั้นบรรยากาศ สิ่งนี้จะควบคุมอุณหภูมิพื้นผิวและช่วยให้คาร์บอนไดออกไซด์ยังคงอยู่ในบรรยากาศเพื่อช่วยชีวิต
สิ่งนี้ไม่จำเป็นต้องทำด้วยการสังเคราะห์ - ดูเหมือนว่าจะเกิดขึ้นตามปกติ ชีวมณฑลเองก็ดึงไนโตรเจนออกจากอากาศเพราะไนโตรเจนถูกรวมเข้าไปในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเมื่อมันเติบโตและถูกฝังไว้กับพวกมันเมื่อพวกมันตาย
ในความเป็นจริง“ การลดลงของไนโตรเจนนี้เป็นสิ่งที่อาจเกิดขึ้นแล้ว” Pahlevan กล่าวและเกิดขึ้นตลอดประวัติศาสตร์ของโลก สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าความดันบรรยากาศของโลกอาจต่ำกว่าที่เคยเป็นมาในประวัติศาสตร์ของโลก
ข้อพิสูจน์ของสมมติฐานนี้อาจมาจากกลุ่มวิจัยอื่น ๆ ที่กำลังตรวจสอบฟองก๊าซที่เกิดขึ้นในลาวาสโบราณเพื่อตรวจสอบความดันบรรยากาศในอดีต: ขนาดสูงสุดของฟองขึ้นรูปถูก จำกัด ด้วยปริมาณของความดันบรรยากาศโดยมีแรงกดดันสูงกว่า ในทางกลับกัน
หากเป็นจริงกลไกก็น่าจะเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์นอกระบบที่มีชั้นบรรยากาศและชีวภาค
“ หวังว่าในอนาคตเราจะไม่เพียง แต่ตรวจจับดาวเคราะห์คล้ายโลกรอบดาวฤกษ์อื่น แต่เรียนรู้บางสิ่งเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศและแรงกดดันรอบข้าง” Pahlevan กล่าว “ และหากปรากฎว่าดาวเคราะห์ที่มีอายุมากกว่ามักจะมีชั้นบรรยากาศที่บางกว่ามันจะเป็นเครื่องบ่งชี้ว่ากระบวนการนี้มีความเป็นสากลอยู่บ้าง”
นักวิจัยหวังว่าบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสามารถศึกษาได้เพื่อดูว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นในโลกอื่นหรือไม่
และถ้าระยะเวลาของการอยู่อาศัยได้นานขึ้นบนโลกของเราเองนี่อาจส่งผลต่อการค้นหาชีวิตที่ชาญฉลาดในที่อื่น ๆ ในจักรวาล
“ มันใช้เวลาไม่นานในการสร้างชีวิตบนโลกใบนี้ แต่มันใช้เวลานานมากในการพัฒนาชีวิตขั้นสูง” ยูงกล่าว บนโลกกระบวนการนี้ใช้เวลาสี่พันล้านปี “ การเพิ่มอีกพันล้านปีทำให้เรามีเวลามากขึ้นในการพัฒนาและมีเวลามากขึ้นในการเผชิญกับอารยธรรมขั้นสูงซึ่งกลไกนี้อาจมีอยู่เป็นเวลานาน มันทำให้เรามีโอกาสได้พบกัน”
แหล่งที่มา: กระดาษความดันบรรยากาศเป็นตัวควบคุมสภาพภูมิอากาศตามธรรมชาติสำหรับดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่มีชีวมณฑล Caltech
