ما در یک دوره عجیب در زمین زندگی می‌کنیم: دوره‌ای که سیاره ما یخ دارد.
در میان گرمای بی‌وقفه و مکرر، ممکن است شنیدن اینکه زمین در حال حاضر نسبتاً خنک است تعجب‌آور باشد - حداقل در سوابق زمین‌شناسی. به دلایلی، انسان‌های مدرن در این دوره غیرمعمول و سردتر شکوفا شده‌اند. از آنجایی که دانشمندان اطلاعات بیشتری در مورد گذشته سیاره به دست می‌آورند، جزئیاتی را در مورد اینکه چرا اینقدر نادر است و چگونه انسان‌ها از طریق آن تکامل یافته‌اند، کشف می‌کنند.
بن میلز، متخصص بیوشیمی در دانشگاه لیدز، گفت: «زمینی که ما در آن زندگی می‌کنیم، برای تاریخ سیاره معمول نیست. بیشتر شواهدی که ما داریم نشان می‌دهد که زمین کاملاً گرم بوده است. ... این لزوماً به این معنی نیست که برای انسان‌ها امن است.»
از آنجایی که زمین به سطوح گرم‌تری که قبلاً در تاریخ زمین‌شناسی خود تجربه کرده است نزدیک می‌شود، ممکن است خبر بدی برای بقای انسان باشد. سوال فوری این است که آیا انسان‌ها می‌توانند با ذوب شدن یخ‌ها و افزایش دما سازگار شوند و زنده بمانند و محیطی را ایجاد کنند که به آن عادت نداریم.
انسان‌ها در یک دوره زمین‌شناسی با متنوع‌ترین اشکال حیات - ائون فانروزوئیک - زندگی می‌کنند. این ائون که حدود 540 میلیون سال پیش آغاز شد، با انفجاری از زندگی مدرنی که امروزه می‌بینیم آغاز شد. گیاهان چند سلولی، بندپایان، نرم‌تنان، دایناسورها، نخستی‌ها و غیره در این دوره پدیدار شدند و بسیاری از این اشکال حیات، تغییرات دمایی شدیدی را در زمین تجربه کرده‌اند. رویدادهای فاجعه‌بار، مانند انقراض‌های دسته‌جمعی، اغلب در نقاطی با نوسانات آب و هوایی قابل توجه رخ داده‌اند.
زمین بین حالت‌های سرد و گرم تغییر کرده است که هر کدام میلیون‌ها سال به طول انجامیده‌اند، اما این مراحل یکسان نیستند.
دانشمندان با استفاده از شواهد فسیلی برای کمک به بازسازی 485 میلیون سال گذشته، دریافتند که زمین فقط 13 درصد از زمان حاوی یخ بوده است - از جمله عصر یخبندانی که انسان‌ها امروزه به آن عادت کرده‌اند. بقیه اوقات، بدون یخ و اغلب با دمای بسیار بالاتر از حد نرمال امروزی بود.
مهمتر از آن، محققان دریافتند که سطوح بالای دی‌اکسید کربن با دوره‌هایی به نام «گلخانه‌ای» زمین مرتبط است - زمانی که شرایط بدون یخ و بسیار گرمتر بود. سطوح در طول دوره‌های سردتر کاهش یافت و تکه‌های یخی به نام «یخچال» زمین به وجود آمد.
جسیکا تیرنی، دیرینه‌شناس آب و هوا، که به تجزیه و تحلیل تاریخچه دمای زمین کمک کرد، گفت: «دی‌اکسید کربن نوعی محرک اصلی است، زیرا رابطه بین سابقه دی‌اکسید کربن ما و سابقه دمای زمین ما در طول فانروزوئیک بسیار نزدیک است.»
اما چه چیزی باعث کاهش دی‌اکسید کربن و آمدن یک مرد یخی شد؟ و از آنجایی که ما از یخ‌های گسترده دور می‌شویم، دانشمندان می‌سنجند که آیا انسان‌ها یک مزیت تکاملی برای زندگی در دماهای گرمتر از زندگی قبل از ما دارند یا خیر.
ساخت یک زمین یخی
در طول 540 میلیون سال گذشته، زمین دو بار در حالت یخبندان باقی مانده است. آخرین مورد 34 میلیون سال پیش آغاز شد و تا به امروز ادامه دارد. دانشمندان ایده‌های زیادی را در مورد اینکه چه چیزی ممکن است این انتقال غیرمعمول را تحریک کند، پیشنهاد کرده‌اند.
فعالیت‌های آتشفشانی و ماگمایی ممکن است در زمین کاهش یافته باشد و دی‌اکسید کربن کمتری را در هوا منتشر کند. کوه‌ها می‌توانند باعث بارندگی شوند که می‌تواند دی‌اکسید کربن را از آسمان در مقیاس‌های زمانی طولانی‌تر جدا کند، اما شاید مناطق کوهستانی کمتری وجود داشته باشد. برخی از مواد معدنی و سنگ‌ها روی سطح می‌توانند دی‌اکسید کربن را از هوا جذب کنند، اما شاید این سنگ‌ها یا فرآیندها در آن زمان محدود بودند. مشابه با جنگل‌ها.
اما کدام عامل مهمتر است؟ پاسخ، میلز و همکارانش در یک مطالعه اخیر یافتند، همه موارد فوق است.
این تیم میلیون‌ها سال را در زمین بازسازی کردند و پارامترهای مختلفی را تنظیم کردند - مانند محل قاره‌ها، فعالیت‌های آتشفشانی و ذخیره کربن از سنگ‌ها - تا ببینند چه چیزی طبق سوابق زمین‌شناسی منجر به یخبندان می‌شود.
میلز گفت: این تغییرات ویژگی معمولاً با صفحات تکتونیکی مرتبط هستند که در چرخه‌ها از هم جدا می‌شوند و به هم می‌رسند. رویدادهای تکتونیکی می‌توانند ویژگی‌های سطحی را تغییر دهند و میزان دی‌اکسید کربن جذب یا منتشر شده را تغییر دهند.
به طور جداگانه، تغییرات در آتشفشان‌ها، کوه‌ها، هوازدگی سنگ‌ها یا عوامل دیگر تأثیر کافی برای حذف دی‌اکسید کربن کافی برای تحریک تشکیل یخ نداشتند. اما ترکیب آنها این کار را کرد - یک وضعیت نادر، یا حتی یک تصادف خوش شانس.
میلز گفت: «شما به همه این چیزها نیاز دارید که با هم کار کنند، و ما فکر می‌کنیم که این به توضیح اینکه چرا آب و هوای یخبندان بسیار نادر است کمک می‌کند.»
زنده ماندن از یخبندان تا گلخانه
اگر تاریخ مسیر طبیعی خود را طی می‌کرد، زمین احتمالاً به طور طبیعی در طی میلیون‌ها سال با حرکت تکتونیکی صفحه به حالت گلخانه‌ای تبدیل می‌شد. اما دانشمندان می‌گویند که این مسیر به دلیل معرفی گونه جدیدی به نام انسان از مسیر مورد انتظار منحرف می‌شود.
انسان‌ها در تلاش خود برای شکوفایی در این سیاره، فناوری‌هایی را ایجاد کرده‌اند که شاید فراتر از وحشی‌ترین رویاهای اجداد ما باشد. اما با انجام این کار، ما همچنین گیگاتن‌ها دی‌اکسید کربن را در هوا آزاد کرده‌ایم.
انسان‌های امروزی مانند میلیاردها آتشفشان در حال فوران، با سرعتی بی‌سابقه دی‌اکسید کربن را در هوا تزریق می‌کنند. میلز گفت: در واقع، ما حدود 100 برابر بیشتر از آتشفشان‌ها در گرم‌ترین دوره‌های 500 میلیون سال گذشته دی‌اکسید کربن منتشر می‌کنیم.
زمین این شرایط را قبلاً دیده است. انسان‌ها ندیده‌اند.
تیرنی، استاد دانشگاه آریزونا، گفت: «زمین از گرمایش جهانی خوب خواهد بود. این مکانیسم‌هایی برای جذب و سازگاری با دی‌اکسید کربن دارد. مشکل زندگی است. زندگی اینطوری سازگار نمی‌شود.»
تیرنی گفت: آب و هوای زمین شاهد تغییرات سریع بوده است، اما حتی چرخه‌های عصر یخبندان هزاران سال طول می‌کشد. او گفت که گرمایش فعلی سیاره در طول یک صد سال در حال انجام است.
در طول 500 میلیون سال گذشته، انقراض‌های دسته‌جمعی اغلب با نوسانات دمایی بزرگ همراه بوده‌اند. بسیاری با تغییرات آب و هوایی که منجر به مرگ دایناسورها شد و همچنین 75 درصد از زندگی، حدود 66 میلیون سال پیش آشنا هستند. اما انقراض دسته‌جمعی بدتری 250 میلیون سال پیش رخ داد و حدود 90 درصد از کل گونه‌ها را از بین برد.
اما آیا انسان‌ها می‌توانند از انقراض دسته جمعی گونه‌های خود در دماهای گرمتر جلوگیری کنند؟ به طرز عجیبی، برخی می‌گویند که زندگی در یک زمین یخی می‌تواند یک مزیت تکاملی به ما بدهد.
تکامل در یک یخبندان
در حالی که یک زمین یخی غیرمعمول است، اما تمام چیزی است که انسان‌های مدرن می‌دانند. اما این شرایط یخبندان ممکن است یک فشار مفید برای تکامل انسان در سراسر سیاره ما ایجاد کرده باشد.
ریک پاتس، دیرینه‌شناس، گفت: یخ واقعی در طول تاریخ بشر برای تکامل مهم نبود. اما تغییرات آب و هوایی و آب و هوایی در سیاره ما - ناشی از قطب‌های سرد و خط استوای گرم - ما را بر آن داشت تا به یک گونه بسیار سازگار تبدیل شویم.
پاتس، رئیس برنامه منشاء انسان اسمیتسونیان، گفت: «ما بخشی از یک درخت تکاملی با نمونه‌های زیادی از انقراض هستیم. ما آخرین موجود دوپای ایستاده از درخت تکاملی خود هستیم. ما بسیار، بسیار سازگار هستیم.»
او گفت: این انتخاب طبیعی در یک کلام است. اما این یک یادآوری مهم است که انتخاب طبیعی فقط سازگاری با یک نوع محیط نیست، بلکه تنظیمات زمانی است که آن محیط یا عوامل دیگر تغییر می‌کنند.
اسرار موفقیت گونه‌های ما ویژگی‌های آشکاری است - و لزوماً به دلیل بدن فیزیکی نیست. به عنوان مثال، پاتس گفت، وسایل ارتباطی پیشرفته ما به ما این امکان را داده است که زیرساخت‌ها و فناوری‌هایی را برای شکوفایی بسازیم، حتی در حالی که سطوح دی‌اکسید کربن و دما از آنچه بدن ما با آن سازگار شده است فراتر می‌رود.
پاتس گفت: «اگر تمام بافرهای فرهنگی و اجتماعی را که ما در آن پنهان می‌شویم حذف کنید... انسان‌ها احتمالاً در رابطه با چنین تغییر شدید و تغییر سریع در دمایی که اکنون می‌بینیم، خیلی خوب عمل نمی‌کنند.»
با ادامه افزایش دما، انسان‌ها با فرصت‌هایی برای ادامه سازگاری روبرو هستند.
میلز گفت: «ما اکنون قدرتمندترین چیز روی این سیاره هستیم. ما در وارد کردن دی‌اکسید کربن به جو بسیار سریع‌تر هستیم و می‌توانیم در حذف آن بسیار سریع‌تر باشیم.»