xtock / stok rana
Butuh evolusi 3 atau 4 miliar tahun untuk menghasilkan Sapiens homo. Jika iklim benar-benar gagal hanya sekali dalam waktu itu maka evolusi akan terhenti dengan cepat dan kita tidak akan berada di sini sekarang. Jadi untuk memahami bagaimana kita bisa ada di planet Bumi, kita perlu tahu bagaimana Bumi bisa tetap sehat selama miliaran tahun.
Ini bukanlah masalah yang sepele. Pemanasan global saat ini menunjukkan kepada kita bahwa iklim dapat berubah drastis bahkan selama beberapa abad. Selama rentang waktu geologis, lebih mudah mengubah iklim. Perhitungan menunjukkan bahwa ada potensi iklim bumi memburuk hingga di bawah titik beku atau di atas titik didih hanya dalam beberapa juta tahun.
Kita juga tahu bahwa Matahari telah 30% lebih bercahaya sejak kehidupan pertama kali berevolusi. Secara teori, ini seharusnya menyebabkan lautan mendidih sekarang, padahal sebenarnya tidak umumnya beku di awal Bumi - ini dikenal sebagai "Paradoks matahari muda yang samar". Namun, entah bagaimana, teka-teki kelayakhunian ini terpecahkan.
Ilmuwan telah mengemukakan dua teori utama. Yang pertama adalah bahwa Bumi dapat memiliki sesuatu seperti termostat - mekanisme umpan balik (atau mekanisme) yang mencegah iklim bergerak ke suhu yang fatal.
Yang kedua adalah, dari sejumlah besar planet, mungkin beberapa berhasil melewatinya karena keberuntungan, dan Bumi adalah salah satunya. Skenario kedua ini menjadi lebih masuk akal dengan penemuan dalam beberapa dekade terakhir dari banyak planet di luar tata surya kita - yang disebut exoplanets. Pengamatan astronomi terhadap bintang-bintang yang jauh memberi tahu kita bahwa banyak planet yang mengorbitnya, dan beberapa memiliki ukuran dan kepadatan serta jarak orbit sedemikian rupa sehingga suhu yang sesuai untuk kehidupan secara teori dimungkinkan. Diperkirakan setidaknya ada 2 miliar calon planet tersebut di galaksi kita sendiri.
Ada banyak exoplanet… tapi berapa banyak yang memiliki iklim stabil? Jurik Peter / shutterstock
Para ilmuwan akan senang melakukan perjalanan ke exoplanet ini untuk menyelidiki apakah ada di antara mereka yang cocok dengan stabilitas iklim Bumi selama miliaran tahun. Tapi bahkan eksoplanet terdekat, yang mengorbit bintang centauri berikutnya, lebih dari empat tahun cahaya. Bukti observasi atau eksperimental sulit didapat.
Sebaliknya, saya menjelajahi pertanyaan yang sama melalui pemodelan. Menggunakan program komputer yang dirancang untuk mensimulasikan evolusi iklim di planet secara umum (bukan hanya Bumi), saya pertama kali menghasilkan 100,000 planet, masing-masing dengan umpan balik iklim yang berbeda secara acak. Umpan balik iklim adalah proses yang dapat memperkuat atau mengurangi perubahan iklim - pikirkan misalnya pencairan es laut di Kutub Utara, yang menggantikan es yang memantulkan sinar matahari dengan laut terbuka yang menyerap sinar matahari, yang pada gilirannya menyebabkan lebih banyak pemanasan dan lebih banyak pencairan.
Untuk menyelidiki seberapa besar kemungkinan setiap planet yang beragam ini akan tetap dapat dihuni selama rentang waktu (geologis) yang sangat besar, saya mensimulasikan setiap 100 kali. Setiap kali planet ini mulai dari suhu awal yang berbeda dan terpapar pada serangkaian peristiwa iklim yang berbeda secara acak. Peristiwa ini mewakili faktor yang mengubah iklim seperti letusan gunung berapi super (seperti Gunung Pinatubo tetapi jauh lebih besar) dan tumbukan asteroid (seperti yang membunuh dinosaurus). Pada setiap 100 kali lari, suhu planet dilacak sampai menjadi terlalu panas atau terlalu dingin atau bertahan selama 3 miliar tahun, di mana titik itu dianggap sebagai wadah yang mungkin untuk kehidupan cerdas.
Mengubah iklim: letusan Gunung Pinatubo di Filipina pada tahun 1991 melontarkan begitu banyak abu ke atmosfer sehingga suhu global turun 0.6?C untuk sementara waktu. SRA Blaze Lipowski / picryl
Hasil simulasi memberikan jawaban pasti atas masalah kelayakhunian ini, setidaknya dalam hal pentingnya umpan balik dan keberuntungan. Sangat jarang (kenyataannya, hanya satu kali dari 100,000) sebuah planet memiliki umpan balik penstabil yang begitu kuat sehingga ia tetap dapat dihuni selama 100 kali, terlepas dari peristiwa iklim acak. Faktanya, sebagian besar planet yang tetap dapat dihuni setidaknya sekali, melakukannya kurang dari sepuluh kali dari 100. Pada hampir setiap kesempatan dalam simulasi ketika sebuah planet tetap dapat dihuni selama 3 miliar tahun, sebagian karena keberuntungan. Pada saat yang sama, keberuntungan itu sendiri terbukti tidak mencukupi. Planet yang dirancang khusus untuk tidak memiliki umpan balik sama sekali, tidak pernah dapat dihuni; perjalanan acak, diterpa peristiwa iklim, tidak pernah berlangsung selama kursus.
Pengulangan proses dalam simulasi tidak identik: 1,000 planet berbeda dihasilkan secara acak dan masing-masing dijalankan dua kali. (a) hasil pada putaran pertama, (b) hasil pada putaran kedua. Lingkaran hijau menunjukkan kesuksesan (tetap dapat dihuni selama 3 miliar tahun) dan kegagalan hitam. Toby Tyrrell, penulis tersedia
Hasil keseluruhan ini, bahwa hasil sebagian bergantung pada masukan dan sebagian lagi pada keberuntungan, adalah kuat. Segala macam perubahan pada pemodelan tidak mempengaruhinya. Implikasinya, Bumi harus memiliki beberapa umpan balik penstabil iklim tetapi pada saat yang sama nasib baik juga harus terlibat di dalamnya agar tetap layak huni. Jika, misalnya, asteroid atau suar matahari sedikit lebih besar dari sebelumnya, atau terjadi pada waktu yang sedikit berbeda (lebih kritis), kita mungkin tidak akan berada di Bumi hari ini. Ini memberikan perspektif yang berbeda tentang mengapa kita dapat melihat kembali sejarah kehidupan Bumi yang luar biasa, sangat panjang, berkembang dan beraneka ragam dan menjadi semakin kompleks sampai-sampai hal itu memunculkan diri kita.
Profesor Toby Tyrrell membahas penelitiannya.
{disematkan Y=K7hCh6v7HNs}
Tentang Penulis
Toby Tyrrell, Profesor Ilmu Sistem Bumi, University of Southampton
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Buku terkait:
Masa Depan yang Kita Pilih: Bertahan dari Krisis Iklim
oleh Christiana Figueres dan Tom Rivett-Carnac
Para penulis, yang memainkan peran kunci dalam Perjanjian Paris tentang perubahan iklim, menawarkan wawasan dan strategi untuk mengatasi krisis iklim, termasuk tindakan individu dan kolektif.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Bumi Yang Tidak Dapat Dihuni: Kehidupan Setelah Pemanasan
oleh David Wallace-Wells
Buku ini mengeksplorasi konsekuensi potensial dari perubahan iklim yang tidak terkendali, termasuk kepunahan massal, kelangkaan makanan dan air, dan ketidakstabilan politik.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Kementerian Masa Depan: Sebuah Novel
oleh Kim Stanley Robinson
Novel ini membayangkan dunia masa depan yang bergulat dengan dampak perubahan iklim dan menawarkan visi tentang bagaimana masyarakat dapat berubah untuk mengatasi krisis.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Di Bawah Langit Putih: Sifat Masa Depan
oleh Elizabeth Kolbert
Penulis mengeksplorasi dampak manusia terhadap alam, termasuk perubahan iklim, dan potensi solusi teknologi untuk mengatasi tantangan lingkungan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Drawdown: Rencana Komprehensif yang Paling Sering Diusulkan untuk Menghilangkan Pemanasan Global
diedit oleh Paul Hawken
Buku ini menyajikan rencana komprehensif untuk mengatasi perubahan iklim, termasuk solusi dari berbagai sektor seperti energi, pertanian, dan transportasi.
