Terra abitabile dopo miliardi di anni: fortuna?

Tramite simulazioni di calcolo matematico, sono state ipotizzate le variabili che hanno mantenuto la temperatura della Terra abitabile. Ma soprattutto è stato possibile individuare una probabilità su 100 di vivibilità di un altro pianeta

Terra abitabile dopo Miliardi di anni: fortuna?
“Terra senza acqua (a sinistra) rispetto al pianeta reale osservato dallo spazio (a destra)”. Credist: David Gallo

Volgendo uno sguardo al passato, è stato inevitabile per scienziati e ricercatori porsi un quesito sull’andamento della vita sulla terra. O meglio, chiedersi come sia potuta “sopravvivere” a tutti i cambiamenti climatici e a tutte le catastrofi che nei secoli, si sono susseguite distruggendo – letteralmente parlando – buona parte dell’esistenza.

In effetti, osservando ciò che ci circonda, nonostante oggi si assiste ad un cambiamento climatico invalidante per molti aspetti, la temperatura terrestre è ancora vivibile. Ed ancora è possibile guardarsi intorno e vedere brulicare la vita sul Pianeta un po’ ovunque. A farla breve tutto darebbe l’idea di un posto accogliente, dove l’aria è tutto sommato buona, così l’acqua, il sottosuolo e la natura in generale.

Eppure, la maggior parte dei ricercatori si è mosso più volte nella direzione della prudenza. Sia concernente i propri studi, sia a livello comportamentale. Nella fattispecie, sono mossi da un ammonimento, poiché spiegano che attualmente non si è in grado di stabilire quanto sia stabile la Terra. Oppure quanto possa sopportare un altro cataclisma e continuare ad andare avanti. Stare più attenti verso la sopravvivenza del nostro ecosistema è fondamentale.

Miliardi di anni or sono, fino ad oggi, tutti sanno quanti e quali eventi hanno scosso fortemente il pianeta; e tutto ciò provocando un certo grado d’impatto ambientale a lungo termine.

Quindi è opportuno rilevare e distinguere se la nostra sopravvivenza sia pura fortuna, e quindi la nostra civiltà, è in equilibrio sul filo del rasoio; o semplicemente se alcune variabili climatiche permettono alla Terra di regolarsi a seconda dell’evento che gli si presenta. Come un “termostato” interno che regola caldo e freddo in base alle esigenze.

Perché la Terra è ancora abitabile dopo miliardi di anni? Si tratta di fortuna o c’è una spiegazione razionale?

Certo, spiegato così, offre comunque una visione dell’insieme un po’ troppo semplice. Ecco perché un ricercatore ha tentato con un esperimento molto intelligente di dare, con un calcolo di variabili matematiche una risposta di abitabilità il più vicino possibile alla realtà.

Ma a questo punto ci si chiede: quanto è grande il ruolo che la casualità gioca sulla vivibilità del pianeta? Oppure: nel calcolo delle probabilità matematiche, le fluttuazioni che governano, sono un caso o non hanno proprio voce in capitolo? Ma soprattutto, la vita sulla Terra come la conosciamo oggi, era inevitabile?

A queste domande, gli scienziati sono scissi in una diatriba. In passato, ciò nondimeno, ci sono stati eventi di estinzione di massa. Eppure, riflettendoci attentamente, tutto ciò risulta davvero interessante perché significa che – nonostante alcuni eventi transitori seriamente paralizzanti – il clima della Terra è rimasto relativamente stabile per 3 – 4 miliardi di anni.

Si tende a dare tutto per scontato, ma se si riflette attentamente, nell’insieme la risposta non è tanto palese, strana a dirittura. Le stelle come il Sole, teoricamente, diventano più calde con l’età e, molto tempo fa, il Sole era circa il 30% più debole.

Ciò significa che il nostro Pianeta oggi, dovrebbe essere solido e congelato; o diversamente, che la sua temperatura fosse incandescente. Quindi insopportabile per la sopravvivenza.Tuttavia, nessuna delle due cose si è verificata, il che è un mistero.

Contraddizioni e teorie

Questo è chiamato il Paradosso del Sole giovane e debole, e ha spinto molti scienziati a presumere che la Terra abbia un regolatore interno; ossia un insieme di condizioni che tendono a riequilibrare un sistema che va fuori controllo in modo che non diventi troppo caldo o troppo freddo. Si tratterebbe di un sistema a retroazione negativa, in cui se si verifica una condizione – ad esempio – di un surriscaldamento terrestre, le temperature cambino in modo tale che la stessa si raffreddi di nuovo.

Eppure, sappiamo che esistono anche condizioni positive di retroazione. Se si rilascia troppa anidride carbonica nell’aria, gli oceani si riscaldano generando più CO2, e si ottiene un ciclo di ritorno che si conclude in modo negativo. Lo stesso effetto che si sta verificando in questo periodo. E se ci fosse troppa poca CO2 nell’aria, la Terra sarebbe congelata.

In molti si son chiesti se effettivamente il caso o la fortuna ci abbia assistito per aver lasciato intatto il nostro ecosistema. Quindi la vera domanda è il caso, un meccanismo o entrambe le cose?

Un ricercatore, con il puro scopo di vedere se i feedback climatici sono davvero il motivo per cui la Terra è rimasta abitabile per così tanto tempo (o se siamo solo fortunati), ha condotto un esperimento molto particolare.

In una simulazione su 100.000 pianeti – dove a ciascuno è stato dato un insieme di feedback climatici casuali, alcuni negativi e altri positivi – ha monitorato le temperature per 3 miliardi di anni. Senza simulare altre variabili (contenuto d’acqua, per esempio, o atmosfera respirabile). Il motivo, come detto è che voleva solo vedere se un pianeta poteva mantenere una temperatura abitabile per un lungo periodo di tempo, come ha fatto la Terra.

Le simulazioni a base matematica

In sintesi, i feedback simulati, non si basavano su quelli reali come la CO2 nell’aria, ma assegnavano ai pianeti input matematici casuali, situazioni strettamente numeriche per vedere cosa sarebbe successo.

Lo scienziato, ha anche inserito cambiamenti casuali più grandi (in momenti casuali), per simulare forzature esterne di temperatura, simili a condizioni come impatti di asteroidi o le eruzioni di super vulcani.

Ognuna di queste simulazioni è stata eseguita per ben 100 volte. Lo scopo non era quello di produrre una simulazione climatica completa, ma di vedere quanto grande sia il ruolo che la probabilità gioca – appunto -nell’abitabilità di un pianeta.

Le due ipotesi

L’ipotesi 1 è che il riscontro non ha alcun effetto, quindi le alterazioni casuali regolano il giorno; cioè è solo pura casualità se un pianeta rimane in un intervallo di temperatura abitabile per miliardi di anni.

Ipotesi 2 è che avere un feedback, sia negativo che positivo, garantisce il successo o il fallimento, con il caso che non ha alcun ruolo.

Su questa scia, un pianeta è considerato abitabile se la sua temperatura resta relativamente stabile durante i 3 miliardi di anni di simulazione. Il risultato è stato davvero interessante. Su 100.000 pianeti, il 9% ha avuto successo almeno una volta (e 1.400 hanno avuto successo alla prima prova).

Ciò nonostante, cosa ancor più emozionante è che mentre alcuni pianeti hanno avuto successo 2-3 volte, solo uno, nella ripetizione di 100, ha ottenuto 100 tentativi di successo su 100.

Un pianeta, dunque, robusto e simile alla Terra e che a questo punto, niente poteva impedirgli di essere un bel posto dove vivere.

Nonostante il responso occorre cautela

In conclusione, guardando la gamma dei risultati e, come si sono verificati, si può affermare che sia i feedback che la casualità giocano un ruolo nella capacità di un pianeta di rimanere, in un intervallo di temperatura, vivibile.

Mentre il tasso di successo variava da un modello all’altro, cambiando i fattori nel corso delle 100 serie, si è comunque sostenuta l’idea che sia il meccanismo sia il caso hanno avuto un ruolo.

A quanto pare, la fortuna favorisce il pianeta predisposto. L’idea dell’autore è questa ma lo stesso, nel documento di ricerca afferma:

le semplificazioni e le incertezze nel design del modello implicano che esso deve essere per certi versi irrealistico. È quindi necessaria cautela nell’estrapolare i risultati del modello alla realtà”.

In altre parole, si tratta di una prova semplice, e dovrebbero essere fatte altre simulazioni più complicate. La maggior parte degli esopianeti simili alla Terra saranno inabitabili, dato che questo è accaduto nella maggior parte dei suoi test. Se scopriamo che è vero non prova l’ipotesi, ma la sostiene.