عمر زندگی روی کره زمین چقدر است؟ - وبلاگ تور چین

به گزارش وبلاگ تور چین، در آینده بسیار دور و حدود 2 میلیارد سال دیگر، تمام ذخایر بیوژئوشیمیایی که زمین را قابل سکونت نگاه داشته اند، از بین رفته و زمین غیرقابل سکونت خواهد شد.

غزال زیاری: تمام موجودات زنده از سلول های زنده ساخته شده اند. در شرایطی که مشخص دقیق زمان پیدایش اولین سلول های زنده کار سختی است، اما برترین تخمین های زمین شناسان، این زمان را 3.8 میلیارد سال پیش نشان می دهد. اما سوالی که مطرح است این است که از زمان پیدایش اولین سلول روی کره زمین وشروع حیات چه مدت زمانی سپری شده و چقدر زندگی روی زمین وجود خواهد داشت؟

در مطالعه جدیدی که در مجله Current Biology منتشر شده، به این موضوع پرداخته شده است.

کربن روی زمین

هر سال حدود 200 میلیارد تن کربن به وسیله آنچه فراوری اولیه شناخته می گردد، جذب می شوند. در جریان فراوری اولیه، کربن ارگانیک مثل دی اکسید کربن در جو و بیکربنات موجود در اقیانوس ها برای انرژی و ساخت مولکول های آلی مورد احتیاج زندگی استفاده می شوند.

امروزه، مهمترین عامل در این کوشش، فتوسنتز اکسیژنی است که مواد اصلی آن، نور خورشید و آب هستند. با این وجود، رمزگشایی نرخ گذشته فراوری اولیه این ماده یک اقدام چالش برانگیز بوده است. به جای ماشین زمان، دانشمندان برای بازسازی محیط های گذشته، به سرنخ های به جای مانده در سنگ های رسوبی باستانی اتکا می نمایند.

در خصوص فراوری اولیه، ترکیب ایزوتوپی اکسیژن به شکل سولفات در ذخایر نمک باستانی، امکان انجام چنین ارزیابی هایی را فراهم می نمایند.

در مطالعه اجرا شده، محققان تخمین های قبلی فراوری اولیه باستانی را که به وسیله روش بالا به دست آمده بود و بعلاوه تخمین های دیگر را گردآوری کردند و نتیجه این آنالیز بهره وری این بود که آنها توانستند به آمار جالب توجهی دست بیابند: فراوری اولیه 100 کوئینتیلیون (یا 100 میلیارد میلیارد) تن کربن از زمان پیدایش حیات به شکل فراوری اولیه.

چنین اعدادی حیرت انگیز هستند: 100 کوئینتیلیون تن کربن، حدود 100 برابر اندازه کربن موجود در کره زمین است که برای فراوری اولیه، یک شاهکار حیرت آور به شمار می رود.

فراوری اولیه

امروزه، فراوری اولیه کربن بیشتر به وسیله گیاهان روی کره زمین و بعلاوه میکروارگانیزم های دریایی مثل جلبک ها و سیانوباکتری ها انجام می گردد؛ اما در گذشته نسبت مشارکت نمایندگان در این فراوری بسیار متفاوت بود. با آنالیز تاریخ ابتدایی کره زمین متوجه می شویم که فراوری اولیه بیشتر به وسیله گروه کاملا متفاوتی از ارگانیزم ها انجام می شد که برای زنده ماندن به فتوسنتز اکسیژنی متکی نبودند.

ترکیبی از تکنیک های مختلف این حس را ایجاد کرد که فراورینمایندگان اولیه کربن در گذشته زمین بیشترین فعالیت را داشتند. نمونه هایی از این تکنیک ها شامل شناسایی قدیمی ترین جنگل ها یا استفاده از فسیل های مولکولی به نام نشانگرهای زیستی است.

در مطالعه اجرا شده، محققان از این اطلاعات برای کشف اینکه چه ارگانیزم هایی بیشترین سهم را در فراوری اولیه تاریخی کره زمین داشته اند، بهره بردند. آنها دریافتند که گیاهان زمینی بیشترین نقش را در این زمینه ایفا نموده اند؛ با این وجود هنوز قابل قبول است که گفته گردد که سیانوباکتری ها بیشترین سهم را داشته اند.

کلیت زندگی

با مشخص این موضوع که تا به حال چقدر فراوری اولیه اجرا شده و با شناسایی اینکه چه ارگانیزم هایی دراین راستا نقش داشته اند، دانشمندان می توانند پیش بینی نمایند که عمر حیات در کره زمین چقدر است.

امروزه، شاید بتوان تعداد انسان های روی کره زمین را برپایه اندازه غذای مصرف شده پیش بینی کرد. در عین حال می توان نسبت فراوری اولیه را به سلول های موجود در محیط مدرن سنجید.

با وجود تنوع زیاد در تعداد سلول ها در هر ارگانیزم و سایز سلول های مختلف، چنین عوارضی در جایگاه دوم قرار می گیرند؛ چرا که میکروب های تک سلولی بر جمعیت سلول های دنیای تسلط دارند. در نهایت محققان توانستند تخمین بزنند که امروزه حدود 10 به توان سی (ده نونینیلیون) سلول وجود دارد و بین 10 به توان 39 و 10 به توان 40 سلول تا به امروز درکره زمین وجود داشته اند.

زندگی تا چه زمانی در کره زمین وجود خواهد داشت؟

جدای از توانایی جابجا کردن زمین به مدار یک ستاره جوان تر، طول عمر زیست کره زمین محدود است. این واقعیت، نتیجه چرخه زندگی ستاره های ماست. خورشید از زمان تولدش در چهار و نیم میلیارد سال گذشته تدریجا درخشان تر شده؛ چرا که هیدروژن در هسته خورشید به هلیوم تبدیل می گردد.

در آینده بسیار دور و حدود 2 میلیارد سال دیگر، تمام ذخایر بیوژئوشیمیایی که زمین را قابل سکونت نگاه داشته اند، از محدودیت هایشان عبور خواهند کرد؛ در ابتدا گیاهان زمینی از بین خواهند رفت و در نهایت آب اقیانوس ها تبخیر شده و زمین تبدیل به سیاره ای سنگی و بی جان خواهد شد. همانطور که در ابتدا آن گونه بود.

ولی تا آن موقع، زمین تا چه زمانی حیات خواهد داشت و قابل سکونت خواهد بود؟ با پیش بینی شرایط فعلی و سطوح فعلی بهره وری اولیه، به نظر می رسد که 10 به توان 40 سلول زمین را اشغال خواهند کرد.

• رازگشایی از معمای 200 ساله این سنگ های معدنی شگفت انگیز!
• رقیب روسی پیشرفته ترین بمب افکن آمریکا

زمین به عنوان یک سیاره فراخورشیدی

تا چند دهه پیش، سیارات فراخورشیدی (سیاراتی که در مدار ستاره های دیگر حرکت می نمایند)، تنها در حد یک فرضیه مطرح بودند ولی الان ما نه تنها قادر به شناسایی آنها هستیم بلکه می توانیم بسیاری از جنبه های هزاران دنیا دور را در اطراف ستاره های دوردست توصیف کنیم.

اما آیا زمین قابل مقایسه با این سیارات فراخورشیدی است؟ در آنالیز جدیدی که اجرا شده، زمین به عنوان معیاری برای مقایسه با سیارات دیگر در نظر گرفته شده است. نتایج این آنالیز از این نظر جالب توجه است که ببینیم که در گذشته زمین چه اتفاقی می توانسته رخ دهد تا زمین یک مسیر کاملا متفاوت را طی کند و بنابراین شرایط کاملا متفاوتی از زندگی چگونه ایجاد شده تا زمین خانه نامیده گردد. مثلا اگر فتوسنتز اکسیژنی هرگز انجام نمی شد و یا اگر اندوسیمبیوز هرگز اتفاق نمی افتاد، چه می شد؟

پاسخ این سوالات تا سال های آینده قطعا به دست خواهد آمد.

منبع: phys

227227