Earth Gets Billion-Year Life Extension
The Earth could be habitable for another 2.3 billion years, extending previous estimates of life’s horizon by more than 1 billion years.
King Fai Li and his colleagues at Caltech hypothesize that Earth’s atmospheric pressure has always varied, and that it could fall in the distant future, keeping Earth from frying for far longer than previous research had shown.
If the new idea proves correct and can be extended to other planets with biospheres, it could increase the chances that earthly civilization finds extraterrestrial life by doubling the percentage of time that planets could be inhabited.
“The Earth will be identifiable as an inhabited planet for nearly half the total lifetime of the Sun, an important point to consider in the search for life on extrasolar planets,” the authors write in the Proceedings of the National Academy of Science.
Over the next hundreds of millions of years, the sun will continue to get brighter until eventually, Earth becomes too hot to inhabit. Previous calculations had pegged that time at about a billion years from now, but the new paper argues that earlier models had neglected the role of atmospheric pressure in regulating the temperature of the planet on astronomical time scales.
Atmospheric pressure is a key variable in the overall greenhouse-gas effect because it determines how much infrared radiation greenhouse gases absorb. Higher pressures mean more absorption and consequently, more heat. Lower pressures have the opposite effect.
Life itself would be the mechanism for these temperature changes. By “fixing” nitrogen, pulling it out of the air and eventually into the Earth’s deep ocean, microbes could be making the atmosphere lighter one atom at a time.
“I am glad that Li and colleagues have raised the issue of how overall variation in atmospheric pressure may have affected past and may affect future climate,” ecologist Ken Caldeira of Stanford University said in an e-mail. “This could be relevant for understanding climate change on the billion-year time scale.”
Despite this potentially important role, atmospheric pressure in the distant past has gone uninvestigated.
“We have a lack of data about the past history of the atmospheric pressure,” said Li.
Admittedly, that means that there is a lot of uncertainty in their calculations.
“I think more work needs to be done before we can say with any confidence how the total mass of the atmosphere has varied in the past and how it might vary in the future,” Caldeira said.
While there are implications for very long time scales, Li said the work was unlikely to have an impact on the models of anthropogenic climate change.
“We all know that the human activity which is influencing the atmosphere has a time scale of hundreds of years or thousands of years,” Li said. “Even if the biosphere is really controlling the climate, it’s not on that time scale.”
Li said that an important next step in the research field would come from astrobiologist Roger Buick’s lab at the University of Washington, which is attempting to measure atmospheric pressures deep in the past.
“So, the assumption that we’ve always had an atmosphere of the same pressure as now is widespread but there’s no justification for it,” Buick said. “The reason that everyone just assumes an atmosphere of roughly current pressure is that it is exceedingly difficult to measure in the past. The weight of the atmosphere doesn’t leave much record in geology.”
But Buick found a set of basalt rocks from 2.7 billion years ago in Northwestern Australia that he thinks bear the marks of that pressure. Gas bubbles trapped in the rocks could provide the answer to whether or not the atmospheric pressure was different way back then.
Using the size of gas bubbles to establish the altitude of an eruption is a well-known scientific practice — smaller bubbles mean lower, larger ones mean higher. Buick, though, knows from other evidence that the rocks were formed at sea level, so variation in the bubble size will be an indication of atmospheric pressure, not elevation.
“If you know that your basalt erupted exactly at sea level, you can use it as a paleobarometer rather than a paleoaltimeter,” he said.
Buick’s “got an open mind” about what he might find, but no matter what the data shows, he’s not confident that it’ll be well-received by the scientific establishment.
“If the number is substantially different, either greater or lesser from today, we’ll have quite a bit of explaining to do and I expect people will not believe it anyway,” he said.
Li’s group, though, is waiting on Buick’s data to let them know whether they’re on the right track with their speculations that Earth’s biosphere can actually change the weight of the atmosphere.
“If the atmospheric pressure is changing, the only effective mechanism we can think of is by the biosphere itself,” Li said.
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Tierra recibe miles de millones de años de vida de Extensión
La Tierra podría ser habitable para otros 2,3 millones de años, la ampliación de las estimaciones anteriores de la vida del horizonte por más de 1 mil millones de años.
Rey Fai Li y sus colegas de Caltech en la hipótesis de que la presión atmosférica de la Tierra siempre ha variado, y que podría caer en un futuro lejano, de mantenimiento de la Tierra para freír mucho más tiempo que la investigación anterior ha demostrado.
Si la nueva idea resulta correcto y se puede extender a otros planetas con biosferas, podría aumentar las posibilidades de que la civilización terrestre encuentra vida extraterrestre por duplicar el porcentaje de tiempo en que los planetas pueden ser habitadas.
“La la Tierra serán identificables como un planeta habitado por casi la mitad de la vida del Sol, un punto importante a considerar en la búsqueda de vida en planetas extrasolares”, escriben los autores en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
Durante los próximos cientos de millones de años, el sol seguirá obtener más brillante hasta que finalmente, la Tierra se calienta demasiado para habitar. Previous calculations had pegged that time at about a billion years from now, but the new paper argues that earlier models had neglected the role of atmospheric pressure in regulating the temperature of the planet on astronomical time scales. Cálculos previos habían vinculado en ese momento acerca de un mil millones de años a partir de ahora, pero el nuevo documento sostiene que los modelos anteriores han descuidado el papel de la presión atmosférica en la regulación de la temperatura del planeta en escalas de tiempo astronómicas.
La presión atmosférica es una variable clave en el conjunto de gases de efecto porque determina la cantidad de radiación infrarroja absorber gases de efecto invernadero. Higher pressures mean more absorption and consequently, more heat. Presiones más altas significan más absorción y, en consecuencia, más calor. Lower pressures have the opposite effect. Las presiones más bajas tienen el efecto contrario.
La vida misma sería el mecanismo de estos cambios de temperatura. Por “fijacion” de nitrogeno tirando de ella fuera de la atmósfera y eventualmente en el océano profundo de la Tierra, los microbios se podría hacer de la atmósfera un átomo más ligero a la vez.
“Me alegro de que Li y sus colegas han planteado la cuestión general de cómo la variación en la presión atmosférica pueden haber afectado el pasado y pueden afectar al clima futuro,” ecologista Ken Caldeira de la Universidad de Stanford dijo en un e-mail. “Esto podría ser relevante para la comprensión del cambio climático sobre los mil millones de años de escala de tiempo”.
A pesar de este papel potencialmente importante, la presión atmosférica en el pasado lejano ha ido sin investigar.
“Tenemos una falta de datos sobre el pasado de la presión atmosférica”, dijo Li.
Es cierto, que significa que hay una gran incertidumbre en sus cálculos.
“Creo que más trabajo por hacer antes de que podamos decir con confianza la forma en que la masa total de la atmósfera ha variado en el pasado y la forma en que podría variar en el futuro”, dijo Caldeira.
Si bien hay implicaciones para las escalas de tiempo muy largo, Li dijo que el trabajo era poco probable que tenga un impacto en los modelos de cambio climático antropogénico.
“Todos sabemos que la actividad humana que está influyendo en la atmósfera tiene una escala de tiempo de cientos de años o miles de años”, dijo Li. “Incluso si la biosfera es realmente el control del clima, es que no en escala de tiempo”.
Li dijo que un próximo paso importante en el campo de la investigación que provienen de astrobiologist Roger Buick de laboratorio en la Universidad de Washington, que está tratando de medir la presión atmosférica de profundidad, en el pasado.
“Por lo tanto, la hipótesis de que hemos tenido siempre un ambiente de la misma presión que ahora está muy extendida, pero no hay justificación para ello”, dice Buick. “La razón por la que todo el mundo sólo supone alrededor de una atmósfera de presión actual es que es extremadamente difícil de medir en el pasado.” El peso de la atmósfera no dejan mucho registro en la geología “.
Pero Buick encuentra un conjunto de rocas de basalto de 2,7 millones de años atrás en el noroeste de Australia, que piensa llevar las marcas de que la presión. Burbujas de gas atrapado en la roca puede proporcionar la respuesta a la pregunta de si o no la presión atmosférica se forma diferente en ese entonces.
Usando el tamaño de las burbujas de gas para determinar la altura de una erupción es un conocido científico práctica – pequeñas burbujas media inferior, media superior de mayor tamaño. Buick, sin embargo, sabe de otras pruebas de que las rocas se formaron en el nivel del mar, por lo que la variación en el tamaño de la burbuja de ser un indicio de la presión atmosférica, la altitud no.
“Si usted sabe que su erupción de basalto, exactamente en el nivel del mar, puede utilizar como un paleobarometer en lugar de un paleoaltimeter”, dijo.
Buick de “tengo una mente abierta” sobre lo que podría encontrar, pero no importa lo que los datos muestran, que no confía en que será bien recibida por el establecimiento científico.
“Si el número es sustancialmente diferente, ya sea mayor o menor a partir de hoy, tendremos un poco de explicar que hacer y espero que la gente no cree que de todos modos”, dijo.
Li, el grupo, sin embargo, está a la espera de los datos de Buick para hacerles saber si estamos en el camino correcto con sus especulaciones de que la biosfera de la Tierra puede cambiar el peso de la atmósfera.
“Si la presión atmosférica está cambiando, el único mecanismo eficaz que se puede pensar de la biosfera por sí misma”, dijo Li.
CORRECTED TRANSLATION
La Tierra cumple miles de millones de años de vida de extension
La Tierra podría ser habitable durante otros 2,3 millones de años, extendiendo asi las anteriores estimaciones en mas de 1000 millones de años.
King Fai Li y sus colegas de Caltech mantienen la hipótesis de que la presión atmosférica de la Tierra siempre ha variado, y que podría caer en un futuro lejano, permitiendo asi que la tierra no se consuma durante más tiempo que la investigación anterior habia demostrado.
Si la nueva idea resulta y se puede extender a otros planetas con biosferas, podrían aumentar las posibilidades de que la civilización terrestre encuentra vida extraterrestre duplicando asi el porcentaje de tiempo que los planetas podran ser habitados.
“La Tierra será identificada como un planeta habitable durante casi la mitad de la vida del Sol, un punto importante a considerar a la hora de buscar vida en planetas extrasolares”, escriben los autores en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
Durante los próximos cientos de millones de años, el sol seguirá siendo cada vez mas brillante hasta que finalmente, la Tierra se caliente demasiado para poder ser habitable. Cálculos previos habían situado este momento en un millon de años desde ahora, pero el nuevo documento sostiene que los modelos anteriores han descuidado el papel de la presión atmosférica en la regulación de la temperatura del planeta en escalas de tiempo astronómicas.
La presión atmosférica es una variable clave en el conjunto de gases de efecto porque determina la cantidad de radiación infrarroja que pueden absorber los gases de efecto invernadero. Presiones más altas significan más absorción y, en consecuencia, más calor. Las presiones más bajas tienen el efecto contrario.
La vida, en si misma, sería el mecanismo de estos cambios de temperatura. Por “fijacion” de nitrogeno, expulsandolo fuera de la atmósfera y en ocasiones en el fondo de los oceanos de la Tierra, los microbios podrían hacer de la atmósfera mas ligera que un átomo.
“Me alegro de que Li y sus colegas hayan planteado la cuestión general de cómo la variación en la presión atmosférica pueden haber afectado el pasado y pueden afectar al clima futuro,” dijo en un e-mail el ecologista Ken Caldeira de la Universidad de Stanford. “Esto podría ser relevante para la comprensión del cambio climático sobre los mil millones de años de escala de tiempo”.
A pesar de este papel potencialmente importante, la presión atmosférica no ha sido investigada en el pasado.
“Tenemos una falta de datos sobre la presión atmosférica del pasado”, dijo Li.
Es cierto, que significa que hay una gran incertidumbre en sus cálculos.
“Creo que hay más trabajo por hacer antes de que podamos decir con certeza la forma en que la masa total de la atmósfera ha variado en el pasado y la forma en que podría variar en el futuro”, dijo Caldeira.
Si bien hay implicaciones para las escalas de tiempo muy lejanas, Li dijo que el trabajo era poco probable que tenga un impacto en los modelos de cambio climático antropogénico.
“Todos sabemos que la actividad humana que está influyendo en la atmósfera tiene una escala de tiempo de cientos de años o miles de años”, dijo Li. “Incluso si la biosfera es realmente el control del clima, no esta sobre esa escala de tiempo”.
Li dijo que un próximo paso importante en el campo de la investigación que provienen de astrobiologist Roger Buick de laboratorio en la Universidad de Washington,es que se está tratando de medir la presión atmosférica de profundidad, en el pasado.
“Por lo tanto, la hipótesis de que hemos tenido siempre un ambiente de la misma presión que ahora está muy extendida, no hay suficiente justificación para ello”, dice Buick. “Debido a la razón por la que todo el mundo supone que siempre hemos tenido una atmósfera de presión similar a la actual, es por esto que es extremadamente difícil de medir la presion del pasado.” El peso de la atmósfera no tiene guardados muchos datos en la geología “.
Pero Buick encuentro un conjunto de rocas de basalto de 2,7 millones de años en el noroeste de Australia, las cuales se piensa que pueden revelar la presión del pasado. Las burbujas de gas atrapado en la roca pueden proporcionar la respuesta a la pregunta de si o no la presión atmosférica se formaba de diferente forma en aquella epoca.
Usar el tamaño de las burbujas de gas para determinar la altura de una erupción es un conocido metodo científico (las burbujas pequeñas revelan baja altura, las burbujas mas grandes conllevan a una mayor altura). Buick, sin embargo, tiene datos de otras pruebas en las que las rocas se formaban en el nivel del mar, por lo que la variación en el tamaño de la burbuja puede ser un indicio de la presión atmosférica, pero la altitud no.
“Si sabes que la erupción de basalto se produjo exactamente a nivel del mar, entonce lo puedes utilizar como un paleobarometro en lugar de un paleoaltimetro”, dijo.
Buick de “tengo una mente abierta” sobre lo que podría encontrar, pero no importa lo que los datos muestran, ya que no confía en que será bien recibida por el gremio científico.
“Si el número es sustancialmente diferente, ya sea mayor o menor a partir de hoy, tendremos un poco para explicar que hacer y creo que la gente no se lo creera de todos modos”, dijo.
El grupo de Li, sin embargo, está a la espera de los datos de Buick para hacerles saber si estan en el camino correcto con sus especulaciones de que la biosfera de la Tierra puede cambiar el peso de la atmósfera.
“Si la presión atmosférica está cambiando, el único mecanismo eficaz en el que se puede pensar es la propia biosfera por sí misma”, dijo Li.