Sebagian besar ilmuwan memperkirakan bahwa dalam sekitar satu miliar tahun, radiasi matahari yang terus meningkat akan menghanguskan Bumi di luar kelayakhunian. Sekelompok peneliti dari Caltech telah mempelajari mekanisme yang akan menyebabkan planet mana pun dengan organisme hidup tetap dapat dihuni lebih lama dari yang diperkirakan, mungkin menggandakan umur. Ini kedengarannya seperti kabar baik bagi penghuni Bumi di masa depan, tetapi juga, mekanisme ini dapat meningkatkan peluang bahwa kehidupan di tempat lain di Semesta mungkin memiliki waktu untuk maju ke tingkat lanjut.
Para peneliti mengatakan bahwa tekanan atmosfer adalah pengatur iklim alami untuk planet terestrial dengan biosfer. Saat ini, dan di masa lalu, Bumi telah mempertahankan suhu permukaannya melalui efek rumah kaca. Dulu ada jumlah yang lebih besar dari CO2 dan gas rumah kaca lainnya di atmosfer 1 miliar tahun yang lalu, yang merupakan hal yang baik. Kalau tidak, Bumi mungkin es batu beku. Tetapi karena luminositas matahari dan panas meningkat seiring bertambahnya usia, Bumi secara alami mengatasi dengan mengurangi jumlah gas rumah kaca di atmosfer, sehingga mengurangi efek pemanasan dan membuat permukaan planet ini nyaman dihuni.
Berseberangan dengan apa yang diklaim sebagian besar ilmuwan, profesor Caltech Joseph L. Kirschvink mengatakan bahwa Bumi mungkin mendekati titik di mana tidak ada cukup karbon dioksida yang tersisa untuk mengatur suhu menggunakan prosedur yang sama. Tapi jangan takut, ada mekanisme lain yang sedang berlangsung yang mungkin bekerja lebih baik untuk mengatur suhu di Bumi, membuat planet rumah kita nyaman untuk hidup bahkan lebih lama daripada yang pernah diperkirakan siapa pun.
Dalam makalah mereka, Kirschvink dan kolaboratornya Caltech profesor Yuk L. Yung, dan mahasiswa pascasarjana King-Fai Li dan Kaveh Pahlevan menunjukkan bahwa tekanan atmosfer merupakan faktor yang menyesuaikan suhu global dengan memperluas jalur penyerapan inframerah gas rumah kaca. Model mereka menunjukkan bahwa dengan hanya mengurangi tekanan atmosfer, umur biosfer dapat diperpanjang setidaknya 2,3 miliar tahun ke depan, lebih dari dua kali lipat perkiraan sebelumnya.
Para peneliti menggunakan analogi "selimut" untuk menjelaskan mekanismenya. Untuk gas rumah kaca, karbon dioksida akan diwakili oleh serat kapas yang membentuk selimut. “Tenunan kapas mungkin memiliki lubang, yang memungkinkan panas bocor,” jelas Li, penulis utama makalah ini.
"Ukuran lubang dikendalikan oleh tekanan," kata Yung. "Peras selimutnya," dengan meningkatkan tekanan atmosfer, "dan lubangnya menjadi lebih kecil, jadi lebih sedikit panas yang bisa keluar. Dengan sedikit tekanan, lubang-lubangnya menjadi lebih besar, dan lebih banyak panas yang bisa keluar, ”katanya, membantu planet ini melepaskan panas ekstra yang dihasilkan oleh matahari yang lebih bercahaya.
Solusinya adalah mengurangi secara substansial tekanan total atmosfer itu sendiri, dengan menghilangkan sejumlah besar molekul nitrogen, gas yang sebagian besar tidak reaktif yang membentuk sekitar 78 persen atmosfer. Ini akan mengatur suhu permukaan dan memungkinkan karbon dioksida tetap di atmosfer, untuk mendukung kehidupan.
Ini tidak harus dilakukan secara sintetis - tampaknya terjadi secara normal. Biosfer itu sendiri mengeluarkan nitrogen dari udara, karena nitrogen dimasukkan ke dalam sel-sel organisme ketika mereka tumbuh, dan dikubur bersama mereka ketika mereka mati.
Faktanya, "pengurangan nitrogen ini adalah sesuatu yang mungkin sudah terjadi," kata Pahlevan, dan itu telah terjadi selama perjalanan sejarah Bumi. Ini menunjukkan bahwa tekanan atmosfer Bumi mungkin lebih rendah sekarang daripada sebelumnya dalam sejarah planet ini.
Bukti hipotesis ini dapat berasal dari kelompok penelitian lain yang memeriksa gelembung gas yang terbentuk di lava kuno untuk menentukan tekanan atmosfer masa lalu: ukuran maksimum gelembung pembentuk dibatasi oleh jumlah tekanan atmosfer, dengan tekanan yang lebih tinggi menghasilkan gelembung yang lebih kecil, dan dan sebaliknya.
Jika benar, mekanismenya juga berpotensi terjadi pada planet ekstrasurya dengan atmosfer dan biosfer.
"Mudah-mudahan, di masa depan kita tidak hanya akan mendeteksi planet mirip bumi di sekitar bintang lain tetapi belajar sesuatu tentang atmosfer mereka dan tekanan sekitar," kata Pahlevan. "Dan jika ternyata planet yang lebih tua cenderung memiliki atmosfer yang lebih tipis, itu akan menjadi indikasi bahwa proses ini memiliki beberapa universalitas."
Para peneliti berharap atmosfer planet ekstrasurya dapat dipelajari untuk melihat apakah ini terjadi di dunia lain.
Dan jika durasi kelayakhunian bisa lebih lama di planet kita sendiri, ini mungkin memiliki implikasi untuk menemukan kehidupan cerdas di tempat lain di Semesta.
"Tidak butuh waktu lama untuk menghasilkan kehidupan di planet ini, tetapi butuh waktu yang sangat lama untuk mengembangkan kehidupan yang maju," kata Yung. Di Bumi, proses ini memakan waktu empat miliar tahun. “Menambahkan satu miliar tahun lagi memberi kita lebih banyak waktu untuk berkembang, dan lebih banyak waktu untuk bertemu dengan peradaban maju, yang keberadaannya sendiri mungkin diperpanjang oleh mekanisme ini. Itu memberi kita kesempatan untuk bertemu. ”
Sumber: Kertas, Tekanan atmosfer sebagai pengatur iklim alami untuk planet terestrial dengan biosfer, Caltech
