آیا پایان زمین نزدیک است؟ نگاهی به ۷ سناریوی نابودی حیات در سیاره ما
ديجياتو/ همه چيز در اين عالم گذراست، حتي زندگي روي سطح زمين که مطمئنا پس از مدتي از بين خواهد رفت. اما اين مدت، چقدر طولاني خواهد بود و يا به عبارتي چقدر طول ميکشد تا به پايان زندگي در زمين برسيم؟
فسيلها از وجود زندگي روي زمين به مدت ۳.۵ ميليارد سال خبر ميدهند. در اين مدت، زمين از يخزدگي، فروپاشي در فضا، بمباران شدن با اجرام فضايي و تابشهاي سمي جان سالم به در برده است. هرچند که اين اتفاق بسيار عجيب، قابل تامل و يا به عبارتي نادر است، اما همواره ميتوان درصدي حتي جزئي براي رخداد آن در نظر گرفت.
پايان آتشين
مهلت زماني: صفر تا صد ميليون سال
نزديکترين دوره از نظر زماني که در آن زندگي براي مدتي روي سطح زمين به پايان رسيده بود، حدود ۲۵۰ ميليون سال پيش است که انقراض جمعي «Permian» نام دارد. در اين رويداد نزديک به ۸۵ درصد از گونههاي ساکن در خشکي و ۹۵ درصد از گونههاي آبزي از بين رفتند.
گدازهها منطقهاي با مساحت حدودي هشت برابر مساحت انگلستان را در برگرفتند. هيچکس با اطمينان نميتواند از آنچه واقعا در آن دوره رخ داده است، صحبت کند. اما به نظر ميرسد که همزماني فعاليت آتشفشاني عظيم با انقراض صورت گرفته، تصادفي نباشد.
امروزه ما به شدت نگران قدرت مخرب ابَر آتشفشانهايي مانند «Yellowstone» هستيم. اما جالب است که بدانيد قدرت تخريب چنين آتشفشاني، در برابر آنچه ۲۵۰ ميليون سال پيش رخ داده است، بسيار ناچيز است. در آن زمان، سيبري در مرکز اين حادثه عظيم قرار داشت.
درست است که چنين فعاليتهاي آتشفشاني بسيار نادر هستند، اما بدين معنا نيست که هرگز اتفاق نميافتند. به گفته «هنريک سونسن» از دانشگاه اسلو، هيچکس نميداند که چه زماني مجددا شاهد يک ابَر آتشفشان خواهيم بود. البته فورانهايي مشابه با مورد ذکر شده، در حدود ۲۰۰، ۱۸۰ و ۶۵ ميليون سال پيش نيز رخ دادهاند.
بنابراين ميتوان نتيجه گرفت که توالي مشخص و منظمي در اين باره وجود ندارد. در هر صورت هميشه اين سوال در ذهن ما هست که چه زماني يک کوه آتشفشاني عظيم بيدار خواهد شد و در چه منطقهاي به پيشروي خود پايان خواهد داد. تحقيقات سونسن نشان ميدهد که ميزان قدرت آتشفشان در از بين بردن گونههاي موجود، به محل شکاف زمين بستگي دارد.
دليل اين وابستگي، اتفاقي است که در حدود ۲۵۰ ميليون سال پيش رخ داد. ابَر آتشفشان فعال در آن زمان، مسئول چنين انقراض گستردهاي نبوده است. بلکه کارشناسان گمان ميکنند، وابسته به محل رخداد، نمک عامل انقراض جمعي بوده است. يقينا زندگي به خودي خود رو به نابودي نميرود.
سيبري مملو از ذخاير نمکي است. هنگامي که اين ماده با گدازههاي آتشفشاني تحت گرما قرار ميگيرد، مقادير بسيار زيادي ازون، ماده شيميايي تخريبکننده، در جو منتشر ميشود. پس از اين، گونهها در سرتاسر زمين مجبور هستند با تابشهاي مضر از سوي اتمسفر که در نتيجه پراکندگي ازون است، کنار بيايند.
استرس ميتواند عامل ديگر در نابودي گونهها باشد. خبر بد اين است که امروزه مقادير زيادي رسوبات نمکي در سطح زمين وجود دارد. سونسن ميگويد: سيبري شرقي هنوز يک منبع عظيم نمک در دنياست. همچنين ساحلي در برزيل نيز منطقهاي غني از نمک است.
اگر يک انفجار بزرگ در يکي از اين نقاط رخ دهد، قطعا بسياري از گونهها ميميرند. اما به هرحال بعيد است که زندگي خود به خود نابود شود. در طول دوره انقراض جمعي پرمين، در حاليکه حيوانات و گياهان رو به زوال بودند، ارگانيسمهاي تکسلولي مانند باکتريها جان سالم به در بردند.
تهديد سيارکها
مهلت زماني: حدود ۴۵۰ ميليون سال
اين روزها صحبت از نابودي دايناسورها به علت برخورد سيارکها، بسيار داغ است. اگر يک سيارک عظيم بتواند به انقراض همه دايناسورهاي جهان کمک کند، آيا ميتواند حيات کره زمين را نيز از بين ببرد؟
باز هم ميتوان گفت که اين امر به محل فرود سيارک بستگي دارد. ميدانيم که تاکنون زمين با سيارکهاي بسياري مورد اصابت قرار گرفته است. با اينحال هيچکدام از آنها به عنوان تخريبکننده حيات ثبت نشدهاند. تاثيرگذاري سيارکها در ابعاد آنچه براي دايناسورها رخ داده، بسيار نادر است.
دهانه Manicouagan در کانادا – يکي از بزرگترين دهانههاي برخوردي در کره زمين – در حدود ۲۱۵ ميليون سال پيش در اثر تخريب ايجاد شده است. اما پرونده فسيلها نشان ميدهد که اين برخورد، سبب انقراض دايناسورها نبوده است.
دانشمندان حدس ميزنند که عدم نابودي دايناسورها در اثر اين برخورد، به علت جنس سنگ است. سنگ برخوردکننده با زمين از جنس کريستالي نسبتا بياثر در انفجار است. در مقابل، دهانههايي که در اثر برخورد سنگهايي مشابه رسوبيها تشکيل ميشوند، ميتوانند با ايجاد ابرهايي از گازهاي تغييردهنده آب و هوا، اتمسفر را تحت تاثير قرار داده و باعث انقراض جمعي در زمين شوند.
خبر خوب اين است که اثرگذاري در حدود آنچه براي دايناسورها رخ داده، بسيار نادر است. چنين سنگهاي رسوبي بزرگي ممکن است هر ۵۰۰ ميليون سال يکبار، به زمين برخورد کنند. حتي اگر چنين اتفاقي نيز بيفتد، بعيد است که انقراض جمعي سبب نابودي کلي زمين شود. نابودي زمين تنها در صورت برخورد يک سيارک بسيار بزرگتر امکانپذير خواهد بود.
با اين حال ميتوان درصدي احتمال نيز براي اين اتفاق در نظر گرفت. برخي دانشمندان گمان ميکنند زمين اندکي پس از شکلگيري توسط سيارهاي سرکش بمباران شده و در نتيجه آوار آن، ماه تشکيل شده است. سونسن در اين باره ميگويد: اين فرض را با توجه به فيلم Lars Von Trier، فرض ماليخوليا ميناميم. اما در نظر داشته باشيد که از لحاظ علمي، چنين احتمالي بسيار کم و نادر است.
هنگامي که هسته زمين يخ بزند
مهلت زماني: ۳ تا ۴ ميليارد سال
حالا که صحبت به فيلمهاي علمي-تخيلي کشيده شده، فيلم The Core 2003 را در نظر بگيريد. داستان از اين قرار است که هسته زمين بهطور مرموزي از چرخش ميايستد. در پي اين اتفاق، دولت ايالات متحده طرح حفاري تا مرکز زمين را مطرح و پشتيباني خود را از آن اعلام ميکند. بدون هسته فعال، زمين اثرات مغناطيسي خود را از دست ميدهد و کل حيات در معرض تهديد جدي قرار ميگيرد. مثل مريخ که زماني داراي ميدان مغناطيسي بود و متاسفانه آن را از دست داد.
البته مفهوم هسته تقريبا بيمعني است و دانشمندان آن را لغتي صحيح براي توصيف آنچه در دل زمين وجود دارد، نميدانند. برخي از محققين گمان ميکنند ميدان مغناطيسي زمين ذرات يونيزه شده که از سوي خورشيد ميآيند را از مسير خود منحرف ميکنند.
در نبود اين انحراف، جو زمين به مرور زمان با ذرات مذکور از بين خواهد رفت. اگر اين فرض درست باشد، پس کره زمين بدون ميدان مغناطيسي جو خود را از دست خواهد زد و بدين ترتيب زندگي به پايان خواهد رسيد. ممکن است چنين اتفاقي براي مريخ نيز افتاده باشد.
در سال ۱۹۹۷، «جوزف کريشوينک» و همکارانش در موسسه فناوري «پاسادينا» به کمک شواهد رصدي دريافتند که مريخ زماني داراي ميدان مغناطيسي بوده و سپس آن را طي حادثهاي از دست داده است. کريشوينک ميگويد: «مغناطيس کره مريخ حدود ۳.۷ ميليارد سال پيش، يعني درست در زماني که کره زمين همانند يک گلوله برفي بود، از بين رفته است.»
شايد در ميان خبرهاي روزانه شنيده باشيد که ميدان مغناطيسي زمين در حال تضعيف است. اما جاي نگراني نيست: دليل ضعيف شدن ميدان مغناطيسي، حرکت آن است و اين حرکت به معناي مردن و به پايان رسيدن اين ميدان نيست. اين تلنگرها ميليونها سال است که به صورت دورهاي تکرار ميشوند.
آيا امکان از بين رفتن ميدان مغناطيسي زمين وجود دارد؟
ريچارد هولم از دانشگاه ليورپول انگلستان در پاسخ به اين سوال ميگويد: «ممکن است که ميدان مغناطيسي زمين معکوس شود. اما اين به معناي نابودي و از بين رفتن آن نيست. اين تلنگرها ميتوانند تغييرات عجيبي روي ميدان ايجاد کنند اما زندگي را براي موجودات روي سطح زمين مختل نميکنند.»
با اينحال اگر هم روزي ميدان مغناطيسي زمين رو به نابودي برود، آن روز خيلي دور است. براي اين اتفاق بايد هسته زمين به حالتي جامد و محکم تبديل شود. در حال حاضر، هسته داخلي به صورت جامد و هسته خارجي به صورت مايع است. از طرفي هسته داخلي در هر سال حدود يک ميليمتر رشد ميکند. اگر اين رشد ناچيز را با ضخامت ۲۳۰۰ کيلومتري هسته خارجي مقايسه کنيم، به طولاني بودن اين مدت زمان پي ميبريم.
اثرات اشعه گاما
مهلت زماني: در نزديکي کره زمين، يک ستاره دوتايي با نام WR 104 وجود دارد که ميتواند در حدود ۵۰۰,۰۰۰ سال ديگر، جفت ديگري از خود توليد کند. در اين صورت خطر انقراض کره زمين را تهديد ميکند.
يکي ديگر از عوامل خطرناک براي نابودي کره زمين، امواج تابشي با شدت بالا به نام اشعه گاما است. به علت وجود اين اشعه، بسياري از نقاط فضا ممکن است براي زندگي نامناسب باشد.
اشعه گاما که آن را به اختصار GRB ميناميم، در اثر انفجارهاي شديد در فضا ايجاد ميشود. به عنوان مثال، هنگام انفجار يک ستاره غولپيکر و يا برخورد دو ستاره، GRB با شدت بالايي در محيط اطراف پراکنده ميشود. هرچند اين اشعه ميتواند تنها کسري از ثانيه دوام بياورد، اما از نظر تئوري، GRBها در مدت زمان طولاني ميتوانند لايه ازون را از بين ببرند و زندگي در سطح زمين را در معرض اشعههاي خطرناک فرابنفش قرار دهند.
بر اساس مطالعهاي که در سال ۲۰۱۴ توسط «رائول خيمنز» در دانشگاه بارسلونا اسپانيا صورت گرفت، بسياري از نقاط فضا به علت حضور GRB براي زندگي نامناسب هستند. GRB بيشتر در نزديکي مرکز کهکشان و در مناطقي رخ ميدهد که از تراکم بالايي از نظر وجود ستارهها برخوردار هستند.
خوشبختانه نه تنها زمين در مرکز کهکشان قرار ندارد، بلکه اطراف آن با تقريب بسيار خوبي خالي از ستاره است. به گفته رائول، زمين به لطف وجود لايه ازون از GRB در امان است و خطري زندگي روي آن را تهديد نميکند. اگر هرکدام از عوامل تهديدکننده بالا در مورد زمين صادق بودند، نگراني جدي در مورد از بين رفتن زندگي داشتيم.
تحقيقات نشان ميدهند که ممکن است زمين چندين بار GRB را تجربه کرده باشد و حتي ممکن است نشانههايي از آن در آثار فسيلي وجود داشته باشد. حدود ۴۴۰ ميليون سال پيش، بسياري از گونهها با نابودي Ordovician – Silurian (يک دوره نابودي حيات در زمين در حدود ۴۴۰ ميليون سال پيش) از بين رفتهاند. به عقيده دانشمندان، عامل تحريککننده در اين نابودي، GRB بوده است.
GRB ممکن است توان از بين بردن انسانها را داشته باشد، اما اشکال ديگري از زندگي ادامه خواهد داشت. با اين حال، GRB آنچنان خطر تهديدکنندهاي به شمار نميرود زيرا مطالعات و اخبار منتشر شده از آنها، حاکي از کاهش ميزان GRB است. طبق مطالعات صورت گرفته در «آزمايشگاه فرمي» در Batavia توسط «جيمز آنيس» و گروهش، تخمين زده ميشود که کهکشان ما به صورت متوسط حدود ۵ تا ۵۰ GRB در هر ميليون سال را تجربه ميکند.
از آنجايي که راهشيري کهکشاني گسترده است، پس احتمال نزديک شدن اين ميزان GRB به سطح کره زمين بسيار کم است. حتي اگر بر فرض محال، GRB به سطح زمين برسد، احتمال آنکه بتواند حيات را از بين ببرد بسيار ناچيز است. به عقيده آنيس، نهايت توان GRB در اثرگذاري روي حيات سطح زمين، از بين بردن گونهها تا حدي است که حيات بهطور کامل نابود نشود. انسانها در اين ميان در خطر نابودي هستند اما اشکال ديگر زندگي يقينا ادامه خواهند داشت.
ستارههاي سرگردان
مهلت زماني: احتمالا طي يک ميليون سال آينده
براي ميلياردها سال، سيارات منظومه شمسي بازيگران رقصي باشکوه به دور خورشيد بودهاند. اما اگر يک ستاره نقش خود را به خوبي ايفا نکند، چه اتفاقي ميافتد؟ اين ايده ممکن است عجيب و غيرقابل تصور باشد اما، محققان در فوريه ۲۰۱۵ در گروهي تحقيقاتي به رهبري «اريک ماماژک» از دانشگاه روچستر در نيويورک، اعلام کردند که چنين اتفاقي افتاده است. شگفتآورتر اينکه، اين اتفاق در زمانهاي اخير رخ داده است.
ستارهشناسان در بررسي مسيرهاي حرکت ستارگان، ستارهاي را شناسايي کردهاند که در حدود ۷۰,۰۰۰ سال پيش، از محدوده منظومه شمسي عبور کرده است.
اين ستاره از منطقهاي به نام ابر Oort، که از تودههاي اندک يخي ساخته شده، عبور کرده است. اين ستاره اولين ستاره سرکشي نبوده که از منظومه شمسي خارج شده و قطعا آخرين ستاره نيز نخواهد بود. ستارهشناسان، ستارههاي ديگري که در چند ميليون سال آينده از منظومه شمسي خارج خواهند شد را نيز شناسايي کردهاند
از طرف ديگر در فوريه ۲۰۱۵، ستارهشناسان موسسه ماکس پلانک در آلمان، موفق به بررسي دو ستاره شدند که مسير حرکتي عجيبي به نسبت ديگر ستارهها دارند. ستاره Hip 85605 در حدود ۲۴۰,۰۰۰ تا ۴۷۰,۰۰۰ سال ديگر در منظومه شمسي وجود خواهد داشت و اين در حالي است که ستاره GL 710 حدود ۱.۳ ميليون سال ديگر وارد منظومه شمسي ميشود. ماماژک ميگويد: «ستاره GL 710 اندکي از ستاره قبلي بزرگتر است و احتمال از بين رفتن آن بسيار زياد است. اما با اينحال، آيا اين ستاره ميتواند تهديدي براي زندگي روي سطح زمين باشد؟»
در يک کلام، پاسخ منفي است. به گفته «بيلر جونز»، آشفته شدن فضاي ابر Oort به علت وجود اين ستاره، دليلي براي نابودي زمين نيست.
اگر يکي از اين ستارهها به ابرنواختر تبديل شود، اوضاع متفاوت خواهد بود. در اين صورت ميتواند اجرام کوچک درون ابر Oort را در راستاي مسير برخورد با زمين به سمت جلو براند. اما جاي نگراني نيست. همانطور که قبلا ديديم، حتي اگر بعضي از اين اجرام با زمين برخورد کنند، نميتوانند حيات را از بين ببرند.
از لحاظ تئوري، اگر يک ستاره سرکش بزرگ هنگام عبور از درون ابر Oort به يک ابرنواختر تبديل شود و پرتوهاي گاما را به منظومه شمسي بفرستد، ممکن است سبب آشفتگي شود. به گفته محققين، هرچه اين ابرنواختر فاصله کمتري با زمين داشته باشد، شدت تابشي که از آن به ما ميرسد نيز بيشتر خواهد بود. به عنوان مثال اگر اين ابرنواختر ده برابر نزديکتر از حالت عادي باشد، قدرت پرتوها تا حدود ۱۰۰ برابر افزايش مييابد. در اين صورت اين اشعه قدرت آسيب رساندن به زمين را خواهد داشت. اما در نهايت بايد بدانيم که احتمال وقوع چنين اتفاقي بسيار بسيار کم است.
حالت وخيمتر اين وضعيت هنگامي رخ ميدهد که ستاره از قسمتهاي دروني منظومه شمسي، جايي که سيارات قرار دارند، عبور کند. اما مجددا رخ دادن اين اتفاق نيز بسيار بعيد است. به گفته بيلر جونز ستارگاني که ما ميشناسيم شانسي براي حضور در قسمتهاي دروني منظومه شمسي ندارند.
فاصله زمين تا خورشيد در حدود ۵۰,۰۰۰ برابر کمتر از فاصله ستاره سرکش تا لبه بيروني ابر Oort است. پس اين فضاي هدف، فضايي بسيار بسيار کوچک است. اين نکته را نبايد فراموش کنيم که هميشه ارگانيسمهايي وجود دارند که ميتوانند در هر فاجعهاي زنده بمانند و در عين حال اينکه، احتمال رخداد چنين وقايعي بسيار کم است، احتمال نابودي حيات به صورت کامل با تقريب بسيار خوبي برابر صفر است.
محققان ميتوانند عوامل تهديدکننده حيات بر روي زمين را بيشمار بدانند و اين مقاله را تا بينهايت طولاني کنند. طبق نظر دانشمندان، عامل ديگر ميتواند ماده مرموزي که آن را با نام ماده تاريک ميشناسيم، باشد. از آنجايي که ما شناختي نسبت به ماده تاريک نداريم و اطلاعات ما تماما ضد و نقيض هستند، پس بايد آن را نيز به عنوان يک گزينه در نظر بگيريم. به گفته ماماژک ما نميدانيم ذرات ماده تاريک چيست و نميدانيم با چه ميزان انرژي و واکنشي، قادر است سبب تخريب شود.
با اينحال به عقيده دانشمندان هيچ عامل فاجعهباري وجود ندارد که طي چند ميليارد سال آينده بتواند حيات را روي زمين به صورت کامل از بين ببرد. همواره ارگانيسمهايي وجود دارند که تحت هر شرايطي به بقا ادامه دهند.
چيزي براي ترس، جز خود زندگي وجود ندارد
مهلت زماني: ۵۰۰ ميليون سال
اما يک عامل تخريب وجود دارد که مطمئنا به اندازه کافي قدرتمند است تا تعداد زيادي از گونهها را از بين ببرد. به گفته «پيتر وارد» از دانشگاه واشنگتن آمريکا، بزرگترين تهديد زندگي ميتواند از درون باشد. اگر ميکروبهاي ساکن زمين نتوانند به درستي به وظايف خود عمل کنند، ميتوانند سبب يک انقراض جمعي باشند.
اين فرضيه «مدهآ» نام دارد. مدهآ شخصيتي اسطورهاي در يونان است که به کشتن فرزندان خود مشهور است. او کشتار فرزندان خود را با اين استدلال انجام ميداد که انقراضهاي جمعي در تاريخ زمين ناشي از زندگي ما انسانهاست. از سوي ديگر، فرضيه معروف گايا به صورت عکس بيان ميکند: «که زيستن ما به زنده بودن زمين کمک ميکند.»
به عنوان مثال در توضيح اين فرضيه ميتوان گفت در حدود ۲.۳ ميليارد سال پيش، دياکسيد کربن زيادي توسط گونههاي جديد توليد شده در جو منتشر ميشد. اين در حالي است که قبلا اکسيژن کافي براي تنفس تمام گونهها وجود نداشته و بنابراين به دنبال آن، يک انقراض جمعي رخ داده است.
پس از آن اولين گياهان زميني در حدود ۴۵۰ ميليون سال پيش براي بقا تلاش ميکردند. ريشههاي آنها خاک را شکافته و واکنش شيميايي ميان مواد معدني آنها، توليد دياکسيد کربن را سرعت ميبخشد.
افزايش گاز دياکسيد کربن اثر گلخانهاي را شدت ميبخشد و سبب ايجاد عصر يخبندان در زمين ميشود. عصر يخبندان ميتواند با تاثيراتي که روي زمين ميگذارد، اين سياره را براي هميشه خالي از سکنه کند. پس دانشمندان بدين طريق به اين نتيجه ميرسند که زندگي روي زمين در نابودي خودش نقش داشته است. وارد ميگويد: «مشابه چنين اتفاقي ميتواند در طي حدود ۵۰۰ ميليون سال آينده نيز رخ دهد. ميکروبها وجود دارند و سيستمهاي آنها نيز آسيبپذير است. اگر به غشا اين ميکروبها آسيب برسد، احتمال نابودي جمعي وجود دارد.»
خورشيد در حال گسترش
مهلت زماني: بين ۱ تا ۷.۵ ميليارد سال
اگر هيچ يک از عوامل مذکور موفق به نابود کردن حيات کره زمين نباشند، خورشيد ميتواند اين کار را انجام دهد. اين ستاره عظيم که نور و گرماي سياره ما را تامين ميکند، ميتواند روزي به دشمن اصلي ما تبديل شود.
همانطور که قبلا ديدهايم، خورشيد به تدريج گرم ميشود. اين گرم شدن ممکن است تا آنجا ادامه داشته باشد که تمام اقيانوسهاي زمين را تبخير کند و باعث ايجاد فرآيند گلخانهاي به صورت گسترده شود. در نتيجه زمين در مدت کوتاهي به شدت گرم خواهد شد. اين روند ممکن است طي يک ميليارد سال ديگر آغاز شود.
اين فرآيند تمام چيزي نيست که رخ خواهد داد. از حدود ۵ ميليارد سال ديگر، خورشيد منبسط ميشود و پس از تبديل شدن به يک ستاره متورم، غول سرخ ناميده ميشود. بدين ترتيب خورشيد زمين را بلعيده و نابود ميکند.
برخي عقيده دارند که زمين ميتواند در طي اين فرآيند به صورت فرار عمل کند. بدين ترتيب که اگر خورشيد با افزايش حجم خود، جرم از دست بدهد، زمين ميتواند در برابر اين افزايش حجم به صورت يک موجود فراري رفتار کند. اگر چنين مسئلهاي حقيقت داشته باشد، تنها اميد بشر براي زنده ماندن، فرار زمين از خورشيد است.
با تمام اين تفاسير، با تقريب خوبي ميتوان گفت که زندگي روي زندگي حداکثر تا ۷.۵ ميليارد سال آينده ادامه خواهد داشت.