今日、地球の居住性は、基本的に幸運のためですが、何百万回のシミュレーションが表示されます

進化が必要だった 30〜40億年 生産する ホモサピエンス。 気候がその時に一度だけ完全に失敗した場合の進化は止まるものであり、私たちは今ここにいないでしょう。 したがって、私たちがどのように惑星の地球に存在するようにされたことを理解するには、地球が何十億年の間に生命体を維持する方法を知っておく必要です。

これは些細な問題ではない。 現在の地球温暖化は、気候が何世紀にも渡って変化することができていることを示しています。 地質学的期間中の気候を変更することがはるかに簡単です。

計算によると、地球の気候が数百万年ぶりにマイナスまたは沸騰温度に悪化する可能性があることを示しています。

私たちはまた、生命体が最初に進化して以来、太陽が30％明るくなったということを知っています。 理論的には、これは海が今まで沸き上がるよう作成必要でした。 一般的に、 初期地球の凍りついた – これは “かすかな若い太陽のパラドックス“しかし、何とかこの居住性のパズルは解決しました。

科学者たちは二つの主要な理論を発表した。 最初は、地球が気候が致命的な温度でさまようことを防止するフィードバック機構（または機構）などの温度調節装置のようなものを持つことができるということです。

二つ目は、多数の惑星のいくつかは運によって通過することができ、地球はそのうちの一つです。 この2番目のシナリオは、最近数十年の間に私たちの太陽系外の多くの惑星の発見によって、さらに説得力になりました。 太陽系外惑星。

遠く離れた星の天体観測は多くの惑星が軌道を回る惑星を持っており、一部は理論的には、生命に適した温度が可能な大きさと密度とトラックの距離を持っていることを示します。 少なくともあると推定されてい 20億個の候補の惑星 私たちの銀河だけ。

科学者たちは、この太陽系外惑星の中でどれが地球の数十億年の間に、気候の安定性と一致しているかどうか調査するために、この太陽系外惑星を旅したいです。 しかし、最も近い太陽系外惑星でさえも星を公転する プロクシマセンター私たち4光年以上離れています。 観察や実験的証拠を見つけるのは困難である。

代わりにモデリングを介して同じ質問を探検しました。 地球だけでなく、一般的に惑星の気候進化をシミュレートするように設計コンピュータプログラムを使用して 100,000個の惑星の生成は、それぞれランダムに異なる気候フィードバックのセットを持っています。 気候フィードバックは増幅されたり減少することができるプロセスです。 気候変動 – 例えば、北極で分解が溶ける場合を考えてみてください。 これは太陽の光を反射する氷を太陽の光を吸収する海に置き換えて、より多くの温暖化と溶ける原因になります。

この様々な惑星のそれぞれが巨大な（地質学的）時間尺度にわたって居住することができる可能性を調査するために、私は毎100回のシミュレーションしました。 惑星が他の初期温度で開始されるたびにランダムに他の一連の気候イベントにさらされました。

これらのイベントは、次のような気候変動の要因を示します。 超火山 分化（のような ピナツボ山 しかし、多くの大きい） 小惑星 影響（例えば、 恐竜）。 100回のランニングで惑星の温度はとても熱くなったりも寒くなったり、30億年の間に生き残るまで追跡され、その時点で、それはインテリジェントな生命体のための可能なるつぼとみなされました。

シミュレーションの結果は、少なくともフィードバックと幸運の重要性の面では、この居住性の問題のために確実な答えを提供しています。 任意の気候事件に関係なく、惑星が100回すべて居住することができる強力な安定化フィードバックを持つことは非常に稀です（実際には10万人のうち一回）。

実際には、少なくとも1回居住することができたほとんどの惑星は100個のうち10度はありません。 惑星が30億年の間に居住することができたシミュレーションのほとんどすべての場合では、部分的には運が良かったです。

1,000個の他の惑星がランダムに生成され、2回実行されました。 緑色の丸は、30億年の間に居住することができていることを示します。 （トビーティレル）

同時に運自体では不十分なことが分かった。 フィードバックが全くないように特別に設計された惑星は決して居住することはできません。 気候現象によって周りの回転のランダムウォークは、コースを持続させました。

結果が部分的には、フィードバックに、部分的には、運に依存するが、全体的な結果は、強力です。 モデリングのためのすべての種類の変更には影響を及ぼさなかった。 暗黙的に地球は、気候を安定させるフィードバックを持たなければならが、同時に 幸運 また、居住可能な状態に維持するために関与したことが間違いありません。

たとえば、小惑星や太陽フレアが以前よりも少し大きいか、わずかに異なる（より重要な）時間に発生した場合、私たちは、今日、地球にないでしょう。

それは私達がなぜ私たちを起こした時点まで進化して多様化して、さらに複雑になる地球の驚くべき非常に拡張された生命の歴史を振り返って見ることができる理由の別の観点を提供しています。

トビーティレルは、地球システム科学教授、 サウサンプトン大学。

この記事は、次の中から再発行されました。 会話 クリエイティブ・コモンズ・ライセンスに基づいて。 読む オリジナルの記事。