Ο θερμοστάτης της Γης

Η κλιματική αλλαγή για την οποία μιλούμε έχει τεράστια σημασία για την ανθρώπινη επιβίωση. Αλλά ο ίδιος ο πλανήτης έχει καταφέρει να διατηρεί ένασταθερό πλαίσιο θερμοκρασίας επί 4 δισ. χρόνια…

ΤOY RICHARD LOVETT | Κυριακή 26 Απριλίου 2009

thermostatis1 Η Γη δεν ήταν πάντοτε ο μοναδικός υδροφόρος κόσμος στο ηλιακό σύστημα. Ο Αρης και η Αφροδίτη φαίνεται ότι ξεκίνησαν επίσης καλά, εξαιτίας όμως της αλλαγής των συνθηκών έχασαν τους ωκεανούς τους. Πώς η Γη κατόρθωσε να αποφύγει κάτι τέτοιο; Το κλίμα του πλανήτη μας είναι εξαιρετικά σταθερό και έχει διατηρηθεί σε ένα στενό, βιώσιμο πλαίσιο επί περίπου 4 δισ. χρόνια. Το κλειδί φαίνεται να βρίσκεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ της τεκτονικής των πλακών, του διοξειδίου του άνθρακα και των ωκεανών. Ο κύκλος ξεκινά με τα ηφαίστεια που εκβάλλουν στην ατμόσφαιρα διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο βοηθάει στο να διατηρείται ο πλανήτης ζεστός χάρη στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Η ζέστη αυτή βοηθάει το θαλασσινό νερό να εξατμίζεται σχηματίζοντας σύννεφα και βροχή. Επειδή η βροχή περιέχει διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα, είναι ελαφρά όξινη και έτσι αντιδρά με τα πετρώματα της επιφάνειας διαλύοντας στο νερό της ορυκτά που περιέχουν άνθρακα.

Το μείγμα διοχετεύεται στη συνέχεια στη θάλασσα, όπου τα ορυκτά συσσωρεύονται και με τον χρόνο πέφτουν για να σχηματίσουν νέα ανθρακούχα πετρώματα στον βυθό. Αργά ή γρήγορα η τεκτονική των πλακών μεταφέρει τα πετρώματα αυτά σε κάποια ζώνη κατάδυσης: εκεί το διοξείδιο του άνθρακα που περιέχουν εκβάλλεται εξαιτίας της θερμότητας που έρχεται από το εσωτερικό της Γης και στη συνέχεια επιστρέφει στην ατμόσφαιρα μέσω των ηφαιστείων. Ο κύκλος αυτός αποδεικνύεται ένας εξαιρετικά αποτελεσματικός θερμοστάτης. Οταν ο πλανήτης είναι ζεστός, οι βροχοπτώσεις αυξάνονται επιταχύνοντας τον ρυθμό της απομάκρυνσης του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και ψυχραίνοντας τον πλανήτη. Οταν είναι ψυχρός, οι βροχοπτώσεις μειώνονται επιτρέποντας στα αέρια των ηφαιστείων να συγκεντρώνονται στην ατμόσφαιρα ζεσταίνοντας τον πλανήτη. Η Αφροδίτη και ο Αρης είχαν μάλλον ανάλογους θερμοστάτες στα πρώτα στάδια της ζωής τους. Η Αφροδίτη ωστόσο ήταν υπερβολικά κοντά στον Ηλιο και η πολλή ζέστη υπερφόρτωσε τον θερμοστάτη της. Μια θερμότερη ατμόσφαιρα μπορεί να συγκρατήσει περισσότερο νερό από μια ψυχρότερη ώσπου να αρχίσει να δημιουργείται η βροχή και καθώς οι υδρατμοί λειτουργούν ως αέριο του θερμοκηπίου συμβάλλουν στην περαιτέρω θέρμανση. Σιγά σιγά οι παράγοντες αυτοί συσσωρεύτηκαν ώσπου ο πλανήτης θερμάνθηκε τόσο ώστε οι ωκεανοί του άρχισαν να εξατμίζονται. Ταυτοχρόνως η ηλιακή ακτινοβολία στα υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας της Αφροδίτης διασπούσε το νερό σε υδρογόνο και οξυγόνο επιτρέποντας στα ελαφρά άτομα του υδρογόνου να διαφεύγουν στο Διάστημα. Ετσι η Αφροδίτη έχασε το νερό της και μαζί με αυτό έχασε και τον έλεγχο στον θερμοστάτη της.

thermostatis2 Ο Αρης, από την άλλη πλευρά, ήταν πολύ μικρός για να διατηρήσει τον θερμοστάτη του. Η σχετικά ασθενής βαρύτητά του δυσκόλευε τη διατήρηση των αερίων που σχετίζονται με τη θερμότητα στην ατμόσφαιρά του. Εν τω μεταξύ, καθώς η αναλογία της επιφάνειας και του όγκου του είναι μεγαλύτερη από αυτήν της Γης, ο πυρήνας του ψυχράνθηκε γρήγορα μπλοκάροντας την τεκτονική των πλακών και εξαφανίζοντας έτσι την πηγή του θερμαντικού για τον πλανήτη διοξειδίου του άνθρακα. Η ψύξη του πυρήνα εξαφάνισε επίσης το μαγνητικό πεδίο, το οποίο αποτελεί προϊόν ενός ενεργού πυρήνα. Ο Αρης βρέθηκε εκτεθειμένος στην πλήρη δύναμη της ηλιακής ακτινοβολίας. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη διάσπαση των μορίων του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο, οδηγώντας στην απώλεια του νερού από την ατμόσφαιρα του Αρη με μια διαδικασία ανάλογη με αυτήν που διαδραματίστηκε στην Αφροδίτη. Στη Γη η Σελήνη έπαιξε έναν πρόσθετο ρόλο στη διατήρηση του κλίματος σε βιώσιμη κατάσταση καθώς αμβλύνει τις ταλαντώσεις που υπό άλλες συνθήκες θα μετατόπιζαν σημαντικά τον άξονα του πλανήτη μας. Ακόμη και μικρές ταλαντώσεις είναι ικανές να προκαλέσουν εποχές των παγετώνων, αυτές όμως που έχει γνωρίσει η Γη δεν είναι τίποτε σε σχέση με αυτές που σημειώνονται στον Αρη, ο οποίος «πέφτει» στο πλάι εξαιτίας της επιρροής του βαρυτικού πεδίου του Δία.

Η ζωή στη Γη παίζει επίσης και αυτή τον ρόλο της. Πολλοί θαλάσσιοι οργανισμοί χρησιμοποιούν το διοξείδιο του άνθρακα που διαλύεται στον ωκεανό για να κατασκευάσουν εξωτερικούς σκελετούς και όστρακα από ανθρακικό ασβέστιο. Μετά τον θάνατό τους αυτά βυθίζονται και με τον χρόνο σχηματίζουν νέα πετρώματα πλούσια σε άνθρακα. Ο ρυθμός αυτής της διαδικασίας επιταχύνεται όταν το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας αυξάνεται προκαλώντας μεγαλύτερη πτώση διοξειδίου του άνθρακα στον ωκεανό. Αυτό με τη σειρά του προκαλεί μείωση του ατμοσφαιρικου διοξειδίου του άνθρακα, η οποία προκαλεί πτώση της θερμοκρασίας. Τώρα φυσικά οι άνθρωποι παίζουν τον δικό τους ρόλο. Οι μεταβολές που προκαλούμε στο κλίμα χρησιμοποιώντας ορυκτά καύσιμα μπορεί να διαρκέσουν εκατομμύρια χρόνια, όταν όμως εμείς θα έχουμε εξαφανιστεί ο θερμοστάτης της Γης ενδεχομένως θα έχει την ικανότητα να ανακτήσει τον έλεγχο. Κανείς ωστόσο δεν μπορεί να εγγυηθεί γι΄ αυτό. Η Αφροδίτη και ο Αρης ήταν κάποτε κατοικήσιμοι. Ισως θα έπρεπε να ακούσουμε την προειδοποίησή τους και να φροντίσουμε περισσότερο τον θερμοστάτη που ο πλανήτης μας μάς έχει προσφέρει με τόση γενναιοδωρία.

© 2009 Νew Scientist Μagazine, Reed Βusiness Ιnformation Ltd.