Astronomi

Apa yang mungkin dapat menyelamatkan atmosfer selain medan magnet? Mengapa medan magnet tidak dapat menyelamatkan atmosfer dalam keadaan tertentu?

Apa yang mungkin dapat menyelamatkan atmosfer selain medan magnet? Mengapa medan magnet tidak dapat menyelamatkan atmosfer dalam keadaan tertentu?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Soalan serupa di sini.

Kita tahu sebagai fakta bahawa medan magnet melindungi planet dari Solar Wind, angin ion bermuatan yang merosakkan, berterusan dan berterusan. Oleh itu, planet yang dilindungi medan magnet akan mempunyai atmosfera yang stabil. Sebaliknya.

Sekarang mari kita lihat beberapa contoh yang sesuai dengan teori ini.

Bumi

Bumi mempunyai teras luar besi cair yang mengalirkan elektrik yang dihasilkan oleh perolakan untuk membentuk elektromagnet besar [secara teknikal]. Medan magnet ini melindungi Bumi dari Angin Suria yang menghilangkan atmosferanya. Kita dapat melihat kesannya dengan melihat Bumi pada masa ini, tidak dipengaruhi oleh kesan angin angin yang merosakkan di atmosfera, tetapi hanya mengalami kerosakan kecil akibat serangan CME secara langsung.

Marikh

Marikh dulu mempunyai medan magnet. Sebenarnya, beberapa analisis medan kerak bumi yang dibuat oleh robot yang dihantar ke Marikh baru-baru ini menunjukkan bahawa Mars mungkin mempunyai medan magnet yang lebih kuat daripada Bumi. Malangnya, kira-kira 4 bya [menurut Wikipedia], pengeboman berulang dari objek langit besar yang mengganggu bahagian dalam, atau pemadatan inti luarnya telah menyebabkan penurunannya. Akibatnya, atmosfer Mars terus-menerus dilucutkan oleh Angin Suria, dan suasananya secara drastik lebih tipis daripada yang dimulakan.

Ini jelas merupakan beberapa contoh yang cukup mudah dan sesuai dengan pernyataan pertama.

Kemudian, ada dua planet yang agak bertentangan.

Venus

Venus tidak mempunyai medan magnet. Ia mempunyai ekor magnetik yang sangat kecil dan cair menurut Wikipedia, di mana penyambungan semula dan banyak peristiwa berbeza berlaku. Angin Suria membawa garis medan magnet matahari yang melilit Venus membentuk medan magnet yang tidak disebabkan oleh pelindung, dan menurut Wikipedia lagi kawasan magnetopause dan ionopause adalah penghalang kuat [yang secara relatifnya] yang menghalang Angin Matahari menembus lebih dalam suasana. Walau bagaimanapun, ini memberikan sedikit perlindungan kepada Venus. Oleh itu, secara semula jadi, kita mengharapkan Venus untuk bertindak seperti Marikh, dengan suasananya hilang dalam beberapa juta / bilion tahun. Namun, ini tidak berlaku. Di muka, apa yang lebih menarik ialah Venus mengorbit lebih dekat dari Matahari daripada Marikh, yang bermaksud bahawa ia mendapat "dosis" Angin Suria yang lebih tinggi, yang seharusnya melepaskan atmosfera dengan cepat. Lebih menarik lagi ialah Venus mempunyai atmosfer yang lebih tebal daripada Bumi.

Pada soalan lain yang saya kaitkan, MacUserT mengatakan bahawa

... ionosfera interaksi langsung Venus dengan angin suria menyebabkan medan magnet yang disebabkan secara luaran ...

Walaupun demikian, Venus tidak mempunyai medan magnet intrinsik [dihasilkan sendiri], yang merupakan perlindungan "utama". Walaupun dengan medan yang diinduksi, perlindungan ini pada dasarnya tidak cukup, kerana Angin Suria [menurut space.com] menembusi secara relatif jauh ke eksosfera planet dan menyebabkan kehilangan atmosfera yang besar. Kerugian ini, seperti Bumi melalui kutub dan ekornya, akan berlaku terutamanya pada ekor magnetosfera yang disebabkan. Kerugian utamanya ialah hidrogen, ion helium, dan menurut Wikipedia, juga ion oksigen.

Oleh itu, persoalan saya ialah bagaimana Venus dilindungi dengan tepat oleh "medan yang diinduksi" ini dan apakah kekuatan ladang itu? Berapa banyak atmosfera yang hilang dalam satu hari, dan bagaimana medan yang dihasilkan ini dihasilkan?

Sekarang, mari kita lihat planet lain dengan pandangan yang berlawanan.

Merkuri

Merkuri mempunyai teras besar Merkuri juga mempunyai teras luar cair. Ia juga berputar dengan cukup pantas sehingga dapat menghasilkan medan magnet yang lebih kuat daripada yang dimiliki oleh Mars dan Venus sekarang [300 nT]. Namun, kerana orbitnya yang dekat, ia menghadapi tekanan 3 kali lebih banyak dari Angin Suria daripada Venus. Ini tidak bermaksud tidak semestinya bahawa ia tidak dapat menyokong suasana. Guru saya mengatakan bahawa Merkurius mempunyai suasana yang sangat nipis yang selalu dilucutkan oleh Matahari yang terbuat dari gas seperti H, He, O, Na, Ca, K, dan banyak unsur lain dari kerak planet.

Walau bagaimanapun, kerana ia mempunyai medan magnet yang relatif kuat dan kuat, bukankah ini bermaksud sekurang-kurangnya mempunyai ketumpatan atmosfer di Marikh? Perlindungan apa yang ditawarkan oleh medan magnet ini?

Anda mungkin keliru, jadi saya rasa meletakkan soalan saya di bawah:

Oleh kerana Mercury mempunyai medan magnet yang relatif kuat dan kuat, bukankah ini bermaksud sekurang-kurangnya mempunyai lebih kurang kepadatan atmosfera Mars? Perlindungan apa yang ditawarkan oleh medan magnet ini?

Dijawab

Oleh itu, persoalan saya ialah bagaimana Venus dilindungi dengan tepat oleh "medan yang diinduksi" ini dan apakah kekuatan ladang itu? Berapa banyak atmosfera yang hilang dalam satu hari, dan bagaimana medan yang dihasilkan ini dihasilkan?

Dijawab

Sekiranya saya membaca soalan anda dengan betul, cadangan anda adalah bahawa Merkurius, yang mempunyai medan magnet kecil, harus mempunyai sedikit atmosfer, mungkin lebih banyak atmosfer daripada Mars, tanpa medan magnet, walaupun Mars memang mempunyai beberapa kawasan medan magnet yang dihasilkan permukaan, kekurangan medan yang dihasilkan oleh terasnya.

Pelucutan solar kerana tidak ada medan magnet bukan satu-satunya faktor dalam mengekalkan atmosfer planet. Terdapat juga pelarian haba atau pelarian Jeans, yang berlaku apabila molekul gas atmosfera atas bergerak cukup pantas untuk melepaskan diri dari graviti planet ini. Ini adalah hasil sampingan suhu dan kelajuan pelarian.

Faktor-faktor tambahan mungkin berperanan, seperti pembuangan udara atau berapa banyak suasana di sana, atau kesan meteor yang sangat besar.

Seluar jeans boleh berlaku sama ada ada medan magnet atau tidak. Merkuri mempunyai suhu atmosfera atas yang paling panas dari planet-planet (Venus mempunyai suhu permukaan yang lebih panas, bukan suhu atmosfera atas), dan ia mempunyai kelajuan pelarian terendah, jadi ini adalah yang terburuk daripada 8 planet dalam mengekalkan atmosfera. Berdasarkan suhu dan kelajuan pelarian, Mercury kehilangan CO2, yang merupakan gas biasa yang paling berat, jadi, walaupun Mercury mempunyai medan magnet terkuat yang dapat dibayangkan, ia masih akan kehilangan suasananya.

Marikh jauh lebih sejuk dengan halaju pelarian yang sedikit lebih tinggi sehingga dapat mengekalkan suasananya lebih baik, sekurang-kurangnya melawan pelarian terma. Marikh harus mengekalkan sebahagian besar CO2 dan mungkin juga N2nya, tetapi angin suria yang kuat dapat melepaskan planet molekul gas yang tidak dapat melepaskan diri dari termal, jadi kedua-dua kaedah kehilangan atmosfera harus dipertimbangkan.

Mars mungkin sekali mempunyai suasana. Es kutub dan dasar sungai yang kering menyokong kesimpulan itu.

Dengan mengandaikannya pada masa lalu, Mars mungkin telah kehilangan gasnya yang lebih ringan, seperti Ammonia (NH3), Metana (CH4) dan Wap air (H20) akibat pelarian atmosfera sebelum kehilangan medan magnetnya.

Marikh mungkin juga kehilangan sebahagian dari atmosfernya semasa serangan besar.

Dan, walaupun tidak berkaitan langsung dengan soalan anda. Merkuri tidak benar-benar mempunyai apa yang saya sebut sebagai atmosfer, ia mempunyai eksosfera, yang sebilangan orang sebut sebagai atmosfer, tetapi saya rasa itu terminologi yang buruk. Eksosfera Merkuri diciptakan oleh proses yang sama yang menghilangkan atmosfera Mars: angin suria.

Dalam kes Venus, sementara medan magnet yang diinduksi jauh lebih lemah dan mencapai jarak yang jauh dari planet ini daripada Bumi, ia memberikan perlindungan atmosfera Venus. Soalan laman web ini di sini. Saya rasa jawapannya boleh menjadi lebih terperinci, tetapi mendapat intinya.

Venus sebenarnya kehilangan atmosfer kerana angin suria, tetapi kadarnya cukup sehingga kadar kehilangannya tidak melucutkan planet ini, dan mungkin tidak berlaku untuk waktu yang lama, mungkin ketika matahari sedikit mengembang ... tapi saya hanya membuangnya di luar sana).

Saya tidak tahu seberapa tepat data ini, tetapi medan magnet Venus menawarkan perlindungan, begitu juga graviti Venus berbanding dengan Mars dan atmosfer yang luas yang juga ditawarkan oleh Venus. Pelucutan solar didasarkan pada perlanggaran, oleh itu zarah suria kemungkinan hanya akan mengeluarkan satu molekul gas. (agak / agak). Angin suria cukup tersebar, jadi memerlukan pengambilan masa yang lama untuk pelepasan solar. Saya rasa saya harus menambahkan bahawa pada pengetahuan saya, bahawa Mars kehilangan suasananya kerana pelucutan solar secara amnya dipersetujui tetapi tidak 100% pasti. Saya secara peribadi menyukai kesan meteor yang besar kerana memainkan peranan juga, tetapi saya kebanyakannya meneka.

Untuk mendapatkan model kehilangan atmosfera yang lebih baik, kita perlu mengetahui bagaimana atmosfer planet itu berbilion tahun yang lalu, dan kita tidak mempunyai maklumat itu, jadi ada beberapa yang tidak diketahui mengenai kadar kerugian.


Jawapan usrLTK memberikan banyak perincian yang baik dan secara khusus menjelaskan mengapa Mercury tidak mempunyai banyak suasana.

Izinkan saya mempersulit gambar sedikit dengan menunjukkan bahawa beberapa penyelidikan baru-baru ini menunjukkan bahawa medan magnet mungkin bukan alat perlindungan atmosfera automatik yang dijamin yang disarankan oleh kebijaksanaan konvensional. Khususnya, Gunell et al. (2018) menunjukkan bahawa medan magnet planet mungkin, dalam beberapa keadaan, meningkat kehilangan atmosfera (pada asasnya, cusps dan penutup kutub medan magnet dapat mempercepat ion atmosfera ke angkasa). Pengiraan mereka menunjukkan, misalnya, bahawa jika Venus mempunyai medan magnet sekuat Bumi, ia akan kehilangan atmosfera lebih pantas daripada yang ada sekarang. Sementara itu, jika Bumi hanya mempunyai medan magnet yang disebabkan gaya Venus yang lemah, ia akan kehilangan hidrogen sedikit lebih cepat tetapi oksigen lebih perlahan daripada yang berlaku sekarang.

Menariknya, Venus saat ini kehilangan atmosfer pada kadar sekitar 0,5 kg / s, sementara Bumi kehilangan atmosfer pada 1,4 kg / s - hampir tiga kali lebih cepat daripada Venus. (Untuk Mars, harganya berada di antara 0,7 dan 2,1 kg / s.)


Nitrogen dan oksigen mempunyai momen paramagnetik (kuat) di mana sebagai karbon dioksida mempunyai momen diamagnetik.

Momen paramagnetik biasanya jauh lebih kuat daripada momen diamagnetik.

Oleh kerana karbon dioksida adalah gas jejak berat, ia jarang meninggalkan troposfera.

Juga, kerana Venus berputar ke arah yang berlawanan dengan semua planet lain di tata surya, ada dugaan bahawa Venus mungkin bertembung dengan objek kaya karbon pada masa lalu.

Dan kerana Bumi dan Marikh turun angin dari Venus, sebahagian besar karbon di Bumi dan di Marikh adalah akibat perlanggaran itu.

Merkuri mempunyai sedikit karbon tetapi Matahari adalah bintang logam berat (helium dianggap sebagai logam berat) di mana 1% Matahari adalah oksigen - semua unsur yang terdapat di permukaan Merkuri dapat dihasilkan oleh Matahari dari 1 %.


Radiasi elektromagnetik

Dalam fizik, radiasi elektromagnetik (Sinaran EM atau EMR) merujuk kepada gelombang (atau kuantanya, foton) medan elektromagnetik, merambat melalui ruang angkasa, membawa tenaga berseri elektromagnetik. [1] Termasuk gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, (terlihat) cahaya, ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma. Semua gelombang ini merupakan sebahagian daripada spektrum elektromagnetik. [2]

Secara klasik, sinaran elektromagnetik terdiri daripada gelombang elektromagnetik, yang merupakan penyegerakan penyegerakan medan elektrik dan magnet. Sinaran elektromagnetik atau gelombang elektromagnetik dicipta kerana perubahan medan elektrik atau magnet secara berkala. Bergantung pada bagaimana perubahan berkala ini berlaku dan daya yang dihasilkan, panjang gelombang spektrum elektromagnetik yang berbeza dihasilkan. Dalam vakum, gelombang elektromagnetik bergerak pada kelajuan cahaya, biasanya dilambangkan c. Dalam media isotropik yang homogen, ayunan kedua-dua medan saling tegak lurus dan tegak lurus terhadap arah penyebaran tenaga dan gelombang, membentuk gelombang melintang. Bahagian hadapan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dari sumber titik (seperti bola lampu) adalah sfera. Kedudukan gelombang elektromagnetik dalam spektrum elektromagnetik dapat dicirikan oleh frekuensi ayunannya atau panjang gelombangnya. Gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang berbeza dipanggil dengan nama yang berbeza kerana ia mempunyai sumber dan kesan yang berbeza terhadap jirim. Dalam rangka meningkatkan frekuensi dan penurunan panjang gelombang ini adalah: gelombang radio, gelombang mikro, radiasi inframerah, cahaya yang dapat dilihat, sinaran ultraviolet, sinar-X dan sinar gamma. [3]

Gelombang elektromagnetik dipancarkan oleh zarah bermuatan elektrik yang mengalami pecutan, [4] [5] dan gelombang ini seterusnya dapat berinteraksi dengan zarah bermuatan yang lain, memaksakan daya ke atasnya. Gelombang EM membawa tenaga, momentum dan momentum sudut jauh dari zarah sumbernya dan dapat memberikan kuantiti tersebut kepada bahan yang berinteraksi. Sinaran elektromagnetik dikaitkan dengan gelombang EM yang bebas menyebarkan diri mereka ("memancar") tanpa pengaruh berterusan dari cas bergerak yang menghasilkannya, kerana mereka telah mencapai jarak yang cukup dari cas tersebut. Oleh itu, EMR kadang-kadang disebut sebagai medan jauh. Dalam bahasa ini, medan dekat merujuk kepada medan EM berhampiran cas dan arus yang secara langsung menghasilkannya, khususnya aruhan elektromagnetik dan fenomena aruhan elektrostatik.

Dalam mekanik kuantum, cara alternatif untuk melihat EMR adalah ia terdiri daripada foton, zarah-zarah unsur yang tidak dicas dengan jisim sifar rehat yang merupakan kuanta medan elektromagnetik, yang bertanggungjawab untuk semua interaksi elektromagnetik. [6] Elektrodinamik kuantum adalah teori bagaimana EMR berinteraksi dengan jirim pada tahap atom. [7] Kesan kuantum memberikan sumber EMR tambahan, seperti peralihan elektron ke tahap tenaga yang lebih rendah dalam atom dan radiasi badan hitam. [8] Tenaga foton individu dihitung dan lebih besar untuk foton dengan frekuensi yang lebih tinggi. Hubungan ini diberikan oleh persamaan Planck E = hf , di mana E adalah tenaga per foton, f ialah frekuensi foton, dan h adalah pemalar Planck. Contohnya, foton sinar gamma tunggal boleh membawa

100,000 kali tenaga satu foton cahaya yang dapat dilihat.

Kesan EMR terhadap sebatian kimia dan organisma biologi bergantung kepada kekuatan sinaran dan kekerapannya. EMR frekuensi yang dapat dilihat atau yang lebih rendah (iaitu cahaya yang dapat dilihat, inframerah, gelombang mikro, dan gelombang radio) disebut sinaran tidak mengion, kerana fotonnya tidak mempunyai tenaga yang cukup untuk mengionkan atom atau molekul atau memutuskan ikatan kimia. Kesan radiasi ini pada sistem kimia dan tisu hidup disebabkan terutamanya oleh kesan pemanasan dari perpindahan tenaga gabungan banyak foton. Sebaliknya, sinar ultraviolet frekuensi tinggi, sinar-X dan sinar gamma disebut sinaran mengion, kerana foton individu dengan frekuensi tinggi sedemikian mempunyai tenaga yang cukup untuk mengionkan molekul atau memutuskan ikatan kimia. Sinaran ini memiliki kemampuan untuk menyebabkan reaksi kimia dan merosakkan sel-sel hidup di luar yang disebabkan oleh pemanasan sederhana, dan boleh membahayakan kesihatan.


Contoh dalam Fiksyen:

Idea untuk meneroka dan menetap Mars telah diterokai dalam fiksyen selama lebih dari satu abad. Sebilangan besar gambaran awal Mars dalam fiksyen melibatkan sebuah planet dengan terusan, tumbuh-tumbuhan, dan kehidupan orang asli & # 8211 kerana pengamatan ahli astronomi seperti Giovanni Schiaparelli dan Percival Lowell.

Walau bagaimanapun, pada akhir abad ke-20 (terima kasih sebahagian besarnya kepada Pelayaran 4 misi dan saintis mempelajari keadaan sebenar di Marikh) kisah fiksyen menjauhkan diri dari idea peradaban Martian dan mula berurusan dengan manusia yang akhirnya menjajah dan mengubah persekitaran agar sesuai dengan keperluan mereka.

Peralihan ini mungkin paling baik digambarkan oleh Ray Bradbury & # 8217s The Chronicles Martian (diterbitkan pada tahun 1950). Serangkaian cerpen yang berlaku terutamanya di Marikh, koleksi ini bermula dengan cerita mengenai peradaban Martian yang mula menemui penjelajah manusia. Kisah-kisah itu kemudian beralih ke kisah-kisah yang berkaitan dengan penempatan manusia di planet ini, pembunuhan beramai-ramai orang Mars, dan Bumi akhirnya mengalami perang nuklear.

Selama tahun 1950-an, banyak penulis fiksyen sains klasik menulis tentang menjajah Marikh. Ini termasuk Arthur C. Clarke dan kisahnya pada tahun 1951 Pasir Marikh, yang diceritakan dari sudut pandangan seorang wartawan manusia yang melakukan perjalanan ke Marikh untuk menulis mengenai penjajah manusia. Semasa berusaha untuk membuat hidup sendiri di planet gurun, mereka mendapati bahawa Mars mempunyai bentuk kehidupan asli.

Pada tahun 1952, Isaac Asimov dibebaskan Jalan Martian, kisah yang membincangkan konflik antara penjajah Bumi dan Marikh. Yang terakhir berjaya bertahan dengan menyelamatkan sampah ruang angkasa dan terpaksa melakukan perjalanan ke Saturnus untuk menuai ais ketika Bumi memaksakan embargo di planet mereka.

Robert A. Heinlein & novel seminal # 8217s Orang Asing di Tanah Aneh (1961) menceritakan kisah seorang manusia yang dibesarkan di Marikh oleh orang asli Martian dan kemudian mengembara ke Bumi sebagai orang dewasa muda. Hubungannya dengan manusia terbukti memberi kesan mendalam terhadap budaya Bumi & # 8217, dan menimbulkan banyak persoalan mengenai kebiasaan sosial dan norma-norma yang diterima pada zaman Heinlein.

Fiksyen Philip K. Dick & # 8217s juga sering menampilkan Marikh, dalam setiap keadaan adalah tanah yang kering dan kosong tanpa penduduk asli. Dalam karya-karyanya Slip Masa Martian (1964), dan Tiga Stigmata Palmer Eldritch (1965), kehidupan di Marikh disajikan sebagai sukar, terdiri daripada komuniti terpencil yang tidak mahu tinggal di sana.

Dalam Adakah Android Dream of Electric Sheep? (1968), sebahagian besar umat manusia telah meninggalkan Bumi setelah perang nuklear dan kini tinggal di & # 8220 jajahan & # 8221 di Marikh. Android (Replicants) yang melarikan diri secara tidak sah untuk kembali ke Bumi mendakwa bahawa mereka telah pergi kerana & # 8220 tidak ada orang yang harus tinggal di sana. Ia tidak dirancang untuk kediaman, sekurang-kurangnya tidak dalam miliar tahun terakhir. Ia sudah tua. Anda merasakannya di batu, usia tua yang mengerikan & # 8221.

Kim Stanley Robinson & # 8217s Trilogi Marikh (diterbitkan antara tahun 1992-1996), Marikh dijajah dan kemudian dikuasai selama berabad-abad. Ben Bova & # 8217s Grand Tour siri & # 8211 yang berkaitan dengan penjajahan Sistem Suria & # 8211 juga memuatkan novel berjudul Marikh (1992). Dalam novel ini, penjelajah mengembara ke Marikh & # 8211 lokasi termasuk Gunung. Olympus dan Valles Marineris & # 8211 untuk menentukan adakah Mars layak dijajah.

Alastair Reynolds & # 8217 cerpen & # 8220Tembok Besar Mars & # 8221 (2000) berlaku di masa depan di mana manusia yang paling maju dari segi teknologi didasarkan pada Marikh dan terlibat dalam perang antarplanet dengan sebuah puak yang menimbulkan masalah dengan eksperimen mereka pada manusia neurologi.

Artis & # 8217 kesan terraforming Marikh, dari keadaannya sekarang hingga ke dunia yang dapat didiami. Kredit: Daein Ballard

Di Hannu Rajaniemi & # 8217s Pencuri Kuantum (2010), kita dapat melihat sekilas Mars pada masa depan. Cerita ini berpusat di bandar Oubliette, yang bergerak melintasi muka bumi. Andry Weir & # 8217s Orang Martian (2011) berlaku dalam waktu terdekat, di mana seorang angkasawan terdampar di Marikh dan terpaksa bertahan sehingga pesta penyelamat tiba.

Kim Stanley Robinson & # 8217s 2312 (2012) berlaku di masa depan di mana manusia telah menjajah sebahagian besar Sistem Suria. Marikh disebutkan dalam perjalanan cerita sebagai dunia yang telah diselesaikan dan terraformed (yang melibatkan laser memotong terusan yang serupa dengan apa yang dijelaskan oleh Schiaparelli) dan sekarang memiliki lautan yang meliputi sebagian besar permukaannya.


2 September 1859: Telegraf Berjalan di Udara Elektrik dalam Badai Magnetik Gila

Untuk menghidupkan kembali artikel ini, kunjungi Profil Saya, kemudian Lihat cerita yang disimpan.

Untuk menghidupkan kembali artikel ini, kunjungi Profil Saya, kemudian Lihat cerita yang disimpan.

1859: Letupan magnetik di matahari menyebabkan aura terang di Bumi dan menaikkan rangkaian telegraf yang masih baru.

Pada 2 September 1859, di pejabat telegraf di No. 31 State Street di Boston pada jam 9:30 pagi, talian operator & # x27 dipenuhi arus, sehingga mereka mencabut bateri yang disambungkan ke mesin mereka, dan terus bekerja dengan hanya elektrik mengalir melalui udara.

Pada waktu malam itu, aura paling cemerlang yang pernah dirakam telah meletus di langit Bumi. Orang di Havana dan Florida melaporkan melihat mereka. The New York Times menjalankan 3,000 perkataan yang merakam peristiwa berwarna dalam prosa ungu.

& quotDengan ini warna merah jambu yang indah akhirnya bercampur. Awan warna ini paling banyak terdapat di timur laut dan barat laut zenith, & quot Kali menulis. & quotDi sana mereka saling menembak, saling bergaul dan mendalam sehingga langit menyakitkan. Tidak ada sosok yang tidak dapat dijumpai oleh khayalan yang ditunjukkan oleh kilatan sekejap ini. & Quot

Seolah-olah apa yang sedang berlaku di langit tidak cukup, infrastruktur komunikasi yang baru mula membentang di sepanjang Pesisir Timur akan menjadi sangat buruk dari semua elektromagnetisme.

& quotKami memerhatikan pengaruh pada saat memulakan perniagaan - jam 8 & # x27 jam - dan ia berterusan begitu kuat hingga 9 1/2 untuk mengelakkan perniagaan dilakukan, kecuali dengan membuang bateri di setiap hujung talian dan berfungsi sepenuhnya oleh arus atmosfera!& quot operator telegraf terkejut Boston menulis dalam satu kenyataan yang muncul di The New York Times akhir minggu itu.

Pengendali Boston memberitahu Portland, Maine, rakan sejawatnya, & quotMine juga terputus, dan kami bekerja dengan arus auroral. Bagaimana anda menerima tulisan saya? & Quot; Portland menjawab, & quot; Lebih baik daripada dengan bateri kami dihidupkan & quot & quot; sebelum akhirnya menyimpulkan dengan Yankee pluck & & quot Haruskah saya meneruskan perniagaan? & Quot

Dari segi hubungan antara Bumi dan bintangnya, ini mungkin 24 jam paling pelik yang direkodkan. Orang ramai berjuang untuk menjelaskan apa yang telah berlaku.

NASA & # x27s David Hathaway, ahli astronomi solar, mengatakan bahawa orang-orang dalam komuniti suria mula memahami bahawa ada hubungan antara peristiwa di matahari dan magnet di Bumi. Tetapi pengetahuan itu tidak disebarkan secara meluas.

Teori lain berpendapat bahawa aura sebenarnya merupakan fenomena atmosfer, iaitu cuaca dari jenis tertentu. Bukti pelbagai jenis ditawarkan. Auroras nampaknya memiliki suara, & quot; suara krepitasi, & quot atau berderak, yang menandakannya sebagai fenomena terikat Bumi. Malah terdapat penjelasan yang lebih pelik, seperti pakar meteorologi Ebenezer Miriam & petikan lucu dalam petikan The New York Times.

& quotAurora (elektrik yang dikeluarkan dari kawah gunung berapisama ada larut di atmosfera, dan dengan itu disebarkan melalui ruang atau tertumpu menjadi a gelatineus[sic] pembentukan bahan meteor, dipanggil tahi bintang, & quot Miriam menulis. Meteor ini larut dengan cepat di udara atmosfera, tetapi kadang-kadang sampai ke bumi sebelum larut, dan menyerupai pati nipis. & quot

Tetapi beberapa saintis berada di landasan yang betul. Lapan belas jam sebelum ribut melanda, Richard Carrington, seorang ahli astronomi Britain yang muda tetapi disegani, telah membuat pemerhatian bintik matahari setiap hari ketika dia melihat dua titik cahaya yang cemerlang. Kita tahu sekarang bahawa apa yang dilihatnya adalah pemanasan permukaan matahari di luar suhu berkuasa fusi standardnya sekitar 5,500 darjah Celsius [10,000 darjah Fahrenheit]. Tenaga untuk melakukannya berasal dari letupan magnetik kerana bahagian yang menjauhkan dari medan magnet matahari yang tersekat dan tersambung kembali.

"Mereka mengeluarkan tenaga yang setara dengan kira-kira 10 juta bom atom dalam masa satu atau dua jam," kata Hathaway. & quot [Yang 1859] itu istimewa, dan ia dapat diperhatikan, kerana suar cahaya putih. Ia benar-benar memanaskan permukaan matahari dengan cukup baik untuk menerangi cahaya matahari. & Quot

Walaupun ketika itu Carrington tidak tahu apa yang dilihatnya, lima tahun menatap matahari telah mengajarnya bahawa apa yang dilihatnya belum pernah terjadi sebelumnya. Ketika pada malam-malam berikutnya, langit di seluruh dunia mulai berubah warna yang cerah, Carrington tahu dia sedang melakukan sesuatu.

& quot; Saya fikir ia mewakili titik tolak dalam astronomi kerana untuk pertama kalinya, para astronom mempunyai bukti konkrit bahawa kekuatan selain graviti dapat berkomunikasi dengan jarak 93 juta batu, & quot, kata Stuart Clark, pengarang buku The Sun Kings: Tragedi yang tidak dijangka Richard Carrington dan Kisah Bagaimana Astronomi Moden Bermula.

Namun, akan ada beberapa dekad sebelum teori saintifik mengikuti pemerhatian. Bobot kelas berat Britain seperti Lord Kelvin berpendapat bahawa matahari tidak pernah dapat memberikan tahap tenaga yang telah diperhatikan di Bumi. Memahami apa yang berlaku tanpa memahami bagaimana matahari berfungsi atau sifat zarah tidak begitu mudah.

& quot; Ini adalah contoh hebat di mana teori dan pemerhatian tidak sesuai, & quot; kata Clark. & quot; Penubuhan ilmiah cenderung mempercayai teori itu, tetapi biasanya sebaliknya, dan pemerhatiannya betul. Anda harus membina sejumlah besar pemerhatian kritikal untuk mengalihkan teori saintifik. & Quot

Seiring berjalannya waktu, semakin banyak pemerhatian yang mengubah teori, dan matahari dianggap bertanggungjawab atas ribut geomagnetik. Pelajaran teknologi bahawa peralatan elektrik dapat terganggu sebahagian besarnya dilupakan.

Apabila ribut geomagnetik melanda Bumi, ia menggegarkan magnetosfera Bumi. Semasa plasma magnet mendorong garis medan magnet Bumi ke sekeliling, arus mengalir. Arus tersebut mempunyai medan magnet mereka sendiri dan tidak lama lagi, di permukaan tanah, daya elektromagnetik yang kuat sedang dimainkan. Dengan kata lain, telegraf anda boleh berjalan pada & quotauroral current. & Quot

Walau bagaimanapun, ribut geomagnetik boleh memberi kesan yang kurang baik. Pada 4 Ogos 1972, talian Telefon Bell yang bergerak dari Chicago ke San Francisco tersingkir. Penyelidik Bell Labs ingin mengetahui mengapa, dan penemuan mereka membawa mereka kembali ke 1859 dan arus auroral.

Louis Lanzerotti, sekarang seorang profesor kejuruteraan di Institut Teknologi New Jersey, pergi menggali di perpustakaan Bell Labs untuk acara dan penjelasan serupa. Seiring dengan penyelidikan lapangan, sejarah menjadi teras pendekatan baru untuk membangun sistem elektrik yang lebih mantap.

& quotKami melakukan semua analisis ini dan menulis makalah ini di & # x2774 untuk Jurnal Teknikal Bell Systems, & quot kata Lanzerotti. Dan ia benar-benar membuat perbezaan dalam Sistem Bell. Mereka merancang semula sistem kuasa mereka. & Quot

Perjuangan untuk mendapatkan sistem teknikal Bumi & anomali geomagnetik berterusan. Pada akhir tahun 2008, Akademi Sains Nasional mengeluarkan laporan mengenai kejadian cuaca luar angkasa yang teruk. Sekiranya ribut bahkan mendekati tahap 1859 terjadi lagi, mereka menyimpulkan kerosakannya boleh meningkat hingga $ 1 trilion, sebahagian besarnya disebabkan oleh gangguan pada grid elektrik.

Data mengenai berapa kerap berlaku ribut besar jarang berlaku. Inti ais adalah bukti utama yang kita ada di luar dokumen sejarah manusia. Zarah-zarah yang dicas dapat berinteraksi dengan nitrogen di atmosfera, menghasilkan nitrida. Peningkatan kepekatan molekul tersebut dapat dikesan dengan melihat inti ais, yang bertindak seperti buku log atmosfer pada waktu tertentu. Selama 500 tahun terakhir data ini, peristiwa 1859 dua kali lebih besar daripada yang lain.


Mengapa Ahli Astrofizik mempersoalkan Teori Ruang-Masa Einstein

Seperti dalam sejarah, revolusi adalah nadi sains. Gelombang kegelisahan yang menggelegak mendidih sehingga rejim baru muncul untuk merebut kekuasaan. Maka perhatian semua orang beralih kepada menjatuhkan pembaris baru mereka. Raja sudah mati, hidup raja lama.

Ini telah banyak kali berlaku dalam sejarah fizik dan astronomi. Pertama, kami menyangka Bumi berada di pusat sistem suria - idea yang berdiri selama lebih dari 1,000 tahun. Kemudian Copernicus memaut lehernya untuk mengatakan bahawa keseluruhan sistem akan jauh lebih mudah jika kita hanyalah planet lain yang mengorbit matahari. Walaupun terdapat banyak penentangan awal, gambar geosentrik lama akhirnya tergelincir di bawah banyak bukti dari teleskop yang baru diciptakan.

Kemudian Newton datang untuk menjelaskan bahawa graviti adalah mengapa planet mengorbit matahari. Dia mengatakan semua objek dengan jisim mempunyai tarikan graviti antara satu sama lain. Menurut ideanya, kita mengorbit matahari kerana ia menarik pada kita, bulan mengorbit Bumi kerana kita menariknya. Newton memerintah selama dua setengah abad sebelum Albert Einstein muncul pada tahun 1915 untuk merampasnya Teori Relativiti Umum. Gambar baru ini menjelaskan ketidakkonsistenan dalam Merkuri& # 8216s orbit, dan terkenal disahkan oleh pemerhatian gerhana matahari di lepas pantai Afrika pada tahun 1919.

Daripada tarikan, Einstein melihat graviti sebagai hasil dari ruang melengkung. Dia mengatakan bahawa semua objek di alam semesta duduk dalam kain empat dimensi halus yang disebut ruang-waktu. Objek besar seperti matahari melengkapkan ruang-waktu di sekelilingnya, dan orbit Bumi hanyalah hasil dari planet kita yang mengikuti kelengkungan ini. Bagi kami yang kelihatan seperti tarikan graviti Newton. Gambaran ruang-waktu ini sekarang telah berada di takhta selama lebih dari 100 tahun, dan sejauh ini mengalahkan semua orang yang berpura-pura menjadi mahkota.

Penemuan mengenai gelombang graviti pada tahun 2015 adalah kemenangan yang menentukan, tetapi, seperti pendahulunya, ia juga akan hampir jatuh. Itu & # 8217s kerana pada asasnya tidak sesuai dengan binatang besar lain di kebun binatang fizik: Teori kuantum.

The dunia kuantum memang pelik. Contohnya, zarah tunggal boleh berada di dua tempat sekaligus. Hanya dengan membuat pemerhatian, kita memaksanya untuk & # 8216memilih & # 8217. Sebelum pemerhatian kita hanya dapat memberikan kebarangkalian untuk hasil yang mungkin berlaku. Pada tahun 1930-an, Erwin Schrödinger merancang cara terkenal untuk mendedahkan betapa sesatnya idea ini. Dia membayangkan seekor kucing dalam kotak tertutup disertakan dengan botol racun yang dilekatkan pada tukul. Tukul disambungkan ke alat yang mengukur keadaan kuantum zarah.

Sama ada tukul itu menghancurkan botol dan membunuh kucing bergantung pada pengukuran itu, tetapi fizik kuantum mengatakan bahawa sehingga pengukuran itu dibuat, zarah itu serentak di kedua-dua keadaan, yang bermaksud botol itu pecah dan tidak patah dan kucing itu hidup dan mati.

Gambar sedemikian tidak dapat disatukan dengan kain ruang-waktu yang halus dan berterusan. & # 8220Medan graviti tidak boleh berada di dua tempat sekaligus,& # 8221 kata Sabine Hossenfelder, ahli fizik teori di Institut Pengajian Lanjutan Frankfurt. Menurut Einstein, ruang-waktu dilengkapkan oleh jirim dan tenaga, tetapi fizik kuantum mengatakan jirim dan tenaga wujud di beberapa keadaan secara serentak - mereka boleh berada di sini dan di sana. & # 8220Jadi di mana bidang graviti?& # 8221 bertanya kepada Hossenfelder. & # 8220Tidak ada yang mempunyai jawapan untuk soalan itu. Ini memalukan,& # 8221 katanya.

Cuba dan gunakan teori relativiti umum dan kuantum bersama-sama, dan ia tidak berfungsi. & # 8220Di atas tenaga tertentu, anda mendapat kebarangkalian yang lebih besar daripada satu,& # 8221 kata Hossenfelder. Salah satunya adalah kebarangkalian tertinggi - ini bermaksud hasilnya pasti. Anda tidak boleh lebih pasti daripada yang pasti. Sama, pengiraan kadangkala memberi anda jawapan yang tidak terhingga, yang tidak mempunyai makna fizikal yang sebenar. Oleh itu, kedua-dua teori tersebut tidak konsisten secara matematik.

Oleh itu, seperti banyak raja sepanjang sejarah, ahli fizik mencari perkahwinan antara puak-puak yang bersaing untuk mendapatkan keamanan. Mereka mencari teori mengenai graviti kuantum- latihan diplomatik utama untuk mendapatkan kedua-dua pesaing ini untuk berkongsi takhta. Ini telah menyaksikan ahli teori beralih kepada beberapa kemungkinan yang aneh.

Boleh dikatakan yang paling terkenal adalah teori tali. Idea bahawa zarah sub-atom seperti elektron dan kuark terbuat dari tali getaran kecil. Sama seperti anda dapat memainkan tali pada alat muzik untuk membuat nota yang berbeza, ahli teori tali berpendapat bahawa gabungan rentetan yang berbeza membuat partikel yang berbeza. Daya tarik teori ini adalah bahawa ia dapat mendamaikan relativiti umum dan fizik kuantum, sekurang-kurangnya di atas kertas.

Walau bagaimanapun, untuk menarik kelinci tertentu dari topi, tali harus bergetar di sebelas dimensi - tujuh lebih daripada empat di fabrik ruang angkasa Einstein & # 8217s. Belum ada bukti eksperimen bahawa dimensi tambahan ini benar-benar wujud. & # 8220Ini mungkin matematik yang menarik, tetapi sama ada menerangkan ruang-waktu di mana kita tinggal, kita tidak benar-benar tahu sehingga ada percubaan,& # 8221 kata Jorma Louko dari Universiti Nottingham.

Sebahagiannya diilhamkan oleh teori rentetan & # 8217s kegagalan yang dirasakan, ahli fizik lain telah beralih ke alternatif yang disebut Graviti Kuantum Gelung (LQG). Mereka dapat membuat kedua teori ini dapat dimainkan dengan baik jika mereka menghilangkan salah satu prinsip utama relativiti umum: Waktu-waktu itu adalah kain yang halus dan berterusan. Sebaliknya, mereka berpendapat, ruang-waktu terdiri dari serangkaian gelung yang terjalin - bahawa ia mempunyai struktur pada skala ukuran terkecil.

Ini agak seperti panjang kain. Pada pandangan pertama ia kelihatan seperti satu kain halus. Namun, perhatikan dengan teliti, dan anda akan melihatnya benar-benar terbuat dari rangkaian jahitan. Sebagai alternatif, anggap seperti gambar di skrin komputer: Zum masuk, dan anda akan melihatnya benar-benar terbuat dari piksel individu.

Masalahnya ialah apabila ahli fizik LQG mengatakan kecil, maksudnya sungguh kecil. Kecacatan ini dalam ruang-waktu hanya akan terlihat pada tingkat skala Planck - sekitar satu triliun dari satu triliun dari satu triliun meter. Itu sangat kecil sehingga akan terdapat lebih banyak gelung dalam sentimeter kubik ruang daripada sentimeter padu di seluruh alam semesta yang dapat dilihat. & # 8220Sekiranya ruang-waktu hanya berbeza pada skala Planck maka ini sukar untuk diuji dalam pemecut zarah mana pun,& # 8221 kata Louko.

Anda memerlukan penghancur atom 1.000-trilion kali lebih kuat daripada Collider Hadron Besar (LHC) di CERN. Oleh itu, bagaimana anda dapat mengesan kecacatan ruang-waktu yang kecil? Jawapannya ialah melihat ke seberang kawasan yang luas.

Cahaya yang tiba di sini dari jangkauan paling jauh di alam semesta telah melalui jarak ruang berbilion tahun cahaya sepanjang perjalanan. Walaupun kesan setiap kecacatan ruang-waktu akan kecil, interaksi jarak jauh dengan beberapa kecacatan mungkin menambah kesan yang berpotensi dapat dilihat. Selama dekad yang lalu, para astronom telah menggunakan cahaya dari jauh Gamma Ray Meletup untuk mencari bukti yang menyokong LQG.

Kilatan kosmik ini adalah hasil bintang besar yang runtuh di akhir hayat mereka, dan ada sesuatu mengenai letupan jarak jauh yang sekarang ini tidak dapat kita jelaskan. & # 8220Spektrum mereka mempunyai distorsi sistematik terhadapnya,& # 8221 kata Hossenfelder, tetapi tidak ada yang tahu jika itu adalah sesuatu yang berlaku dalam perjalanan ke sini atau jika ada kaitan dengan sumber letupan itu sendiri. Juri masih belum keluar.

Untuk mencapai kemajuan, kita mungkin harus melangkah lebih jauh daripada mengatakan ruang-waktu bukan kain halus dan berterusan yang disarankan Einstein. Menurut Einstein, ruang-waktu adalah seperti sebuah panggung yang masih ada baik para pelaku menginjak papannya atau tidak — walaupun tidak ada bintang atau planet yang menari-nari, ruang-waktu masih ada. Walau bagaimanapun, ahli fizik Laurent Freidel, Robert Leigh, dan Djordje Minic berpendapat bahawa gambar ini menahan kita.

Mereka percaya ruang-waktu tidak wujud secara bebas dari objek-objek di dalamnya. Ruang-waktu ditentukan oleh cara objek berinteraksi. Itu akan menjadikan ruang-waktu sebagai artifak dunia kuantum itu sendiri, bukan sesuatu yang dapat digabungkan dengannya. & # 8220Mungkin terdengar kooky,& # 8221 kata Minic, & # 8220tetapi ia adalah kaedah yang tepat untuk mengatasi masalah tersebut.

Daya tarikan teori ini - disebut ruang-waktu modular - adalah bahawa ia dapat membantu menyelesaikan masalah lama yang lain dalam fizik teori mengenai sesuatu yang disebut lokaliti, dan fenomena terkenal dalam fizik kuantum yang disebut keterlibatan. Ahli fizik dapat mengatur keadaan di mana mereka menyatukan dua zarah dan menghubungkan sifat kuantumnya. Mereka kemudian memisahkannya dengan jarak yang jauh dan mendapati mereka masih bertaut.

Ubah sifat satu dan yang lain akan berubah seketika, seolah-olah maklumat telah bergerak dari satu ke yang lain lebih cepat daripada kelajuan cahaya yang secara langsung melanggar relativiti. Einstein begitu terganggu dengan fenomena ini sehingga dia memanggilnya & # 8216aksi menyeramkan pada jarak jauh‘.

Teori ruang-waktu modular dapat mengakomodasi tingkah laku tersebut dengan mentakrifkan semula apa yang dimaksudkan untuk dipisahkan. Sekiranya ruang-waktu muncul dari dunia kuantum, maka lebih dekat dalam pengertian kuantum lebih mendasar daripada dekat dalam pengertian fizikal. & # 8220Pemerhati yang berbeza akan mempunyai pandangan yang berbeza mengenai kawasan,& # 8221 berkata Minic, "ia bergantung pada konteksnya."Ini seperti hubungan kita dengan orang lain. Kita dapat merasa lebih dekat dengan orang yang dikasihi jauh daripada orang asing yang tinggal di jalan. & # 8220Anda boleh mempunyai sambungan bukan tempatan ini selagi jaraknya agak kecil,& # 8221 kata Hossenfelder.

Freidel, Leigh, dan Minic telah mengusahakan idea mereka selama lima tahun terakhir, dan mereka percaya mereka perlahan-lahan membuat kemajuan. & # 8220Kami mahu menjadi konservatif dan mengambil langkah demi langkah,& # 8221 kata Minic, & # 8220tetapi menggoda dan mengasyikkan& # 8220. Ini tentunya pendekatan baru, pendekatan yang & # 8220graviti& # 8221 dunia kuantum daripada mengkuantiti graviti seperti di LQG. Namun seperti teori ilmiah, ia perlu diuji. Pada masa ini trio sedang berusaha bagaimana memasukkan masa ke dalam model mereka.

Ini semua mungkin terdengar sangat esoterik, sesuatu yang hanya perlu diambil berat oleh ahli akademik, tetapi ia boleh memberi kesan yang lebih mendalam pada kehidupan seharian kita. & # 8220Kita duduk di angkasa, kita melalui masa, dan jika ada perubahan dalam pemahaman kita tentang ruang-waktu, ini akan memberi kesan bukan hanya pada pemahaman kita tentang graviti, tetapi teori kuantum secara umum,& # 8221 kata Hossenfelder. & # 8220Semua alat yang ada sekarang hanya berfungsi kerana teori kuantum. Sekiranya kita memahami struktur kuantum ruang-waktu dengan lebih baik yang akan memberi kesan kepada teknologi masa depan - mungkin tidak dalam 50 atau 100 tahun, tetapi mungkin pada 200,& # 8221 katanya.

Raja sekarang sudah lama bergigi, dan penipu baru sudah lama tertangguh, tetapi kita tidak dapat memutuskan mana dari banyak pilihan yang paling mungkin berjaya. Ketika kita melakukannya, revolusi yang dihasilkan dapat membuahkan hasil bukan hanya untuk fizik teori, tetapi untuk semua.


4. Kesimpulan

Seperti yang dibahas pada M2014, band-o-gram yang dikembangkan di dalamnya dapat diekstrapolasi secara linear pada waktunya. Ekstrapolasi linear dari jalur aktiviti suria ke luar pada waktunya disahkan dalam McIntosh et al. (2017) dengan mengemas kini analisis pemerhatian asal dan membandingkan dengan band-o-gram sebelumnya. M2014 memproyeksikan bahawa 25 titik putaran bintik matahari akan mulai muncul pada tahun 2019 dan membengkak jumlahnya setelah penamat pada pertengahan 2020. Enam tahun kemudian, kami melihat ramalan ini menjadi kenyataan dengan kawasan aktif bernombor pertama dan aktiviti menyala tahap rendah (kelas C). Berdasarkan mSEA 60 tahun yang lalu, kolam hangat yang berterusan di Pasifik tengah dan barat pada tahap minimum solar (ONI positif secara konsisten sejak awal 2018, walaupun tidak pernah begitu hangat untuk menjadi acara El Niño yang kuat sepenuhnya) tidak dijangka, dan kami menjangkakan peralihan yang cepat ke keadaan La Niña pada tahun 2020 berikutan penghentian kitaran matahari 24. Memandangkan perairan yang hangat, kami memproyeksikan musim taufan Atlantik yang sangat aktif pada tahun 2021, dan mungkin juga pada tahun 2020, bergantung pada masa yang tepat ketika peralihan terminal dan ENSO berlaku tahun ini.

Sebagai kesimpulan, kami telah menunjukkan bukti yang jelas pada Gambar 5 mengenai hubungan empirikal berulang antara ENSO dan akhir kitaran solar. Kami telah berusaha untuk mengelakkan perbincangan mengenai sebab-akibat, yang, kerana sifatnya yang kontroversial dapat menyebabkan pemutusan hubungan empirikal, dan kami ingin membuka perbincangan ilmiah yang lebih luas mengenai penggabungan solar ke Bumi dan persekitarannya. Walaupun demikian, terlepas dari mekanisme gandingan yang tepat, pertanyaan harus diajukan, mengapa pola itu terjadi dan berulang secara teratur selama lima kitaran suria terakhir, atau 60 tahun? Kami hanya mempunyai beberapa bulan untuk menunggu untuk melihat apakah hubungan Terminator-ENSO ini berterusan pada permulaan kitaran suria yang akan datang 25. Sekiranya penghentian seterusnya ini dihubungkan dengan peralihan ke La Niña maka kita harus mempertimbangkan dengan serius kemampuan berpasangan usaha pemodelan terestrial global untuk menangkap peristiwa "fungsi-langkah", dan menilai betapa kompleksnya hubungan Matahari-Bumi, dengan perhatian khusus pada hubungan antara sinar kosmik dan awan masuk dan curah hujan di lautan kita. ENSO adalah mod kebolehubahan atmosfera terbesar yang mendorong kejadian cuaca ekstrem dengan kos yang besar dan sebagainya ada peningkatan ramalan itu akan memberi faedah kepada masyarakat.


Telegraf Berjalan di Udara Elektrik dalam Badai Magnetik Crazy 1859

Untuk menghidupkan kembali artikel ini, kunjungi Profil Saya, kemudian Lihat cerita yang disimpan.

Untuk menghidupkan kembali artikel ini, kunjungi Profil Saya, kemudian Lihat cerita yang disimpan.

Pada 2 September 1859, di pejabat telegraf di No. 31 State Street di Boston pada jam 9:30 pagi, talian operator & # x27 dipenuhi arus, sehingga mereka mencabut bateri yang disambungkan ke mesin mereka, dan terus bekerja dengan hanya elektrik mengalir melalui udara.

Pada waktu malam itu, aura paling cemerlang yang pernah dirakam telah meletus di langit Bumi. Orang di Havana dan Florida melaporkan melihat mereka. The New York Times menjalankan 3,000 perkataan yang merakam peristiwa berwarna dalam prosa ungu.

& quotDengan ini warna merah jambu yang indah akhirnya bercampur. Awan warna ini paling banyak terdapat di timur laut dan barat laut zenith, & quot Kali menulis. & quotDi sana mereka saling menembak, saling bergaul dan mendalam sehingga langit menyakitkan. Tidak ada sosok yang tidak dapat dijumpai oleh khayalan yang ditunjukkan oleh kilatan sekejap ini. & Quot

Seolah-olah apa yang sedang berlaku di langit tidak cukup, infrastruktur komunikasi yang baru mula membentang di sepanjang dasar laut timur akan menjadi sangat buruk dari semua elektromagnetisme.

& quotKami memerhatikan pengaruh pada saat memulakan perniagaan - jam 8 & # x27 jam - dan ia berterusan begitu kuat sehingga 9 1/2 untuk mengelakkan perniagaan dilakukan, kecuali dengan membuang bateri di setiap hujung talian dan berfungsi sepenuhnya dengan arus atmosfera!& quot operator operator telegraf Boston yang terkejut menulis dalam satu kenyataan yang muncul di The New York Times akhir minggu itu.

Pengendali Boston memberitahu rakan sejawatnya di Portland, Maine, & quotTambang juga terputus, dan kami bekerja dengan arus auroral. Bagaimana anda menerima tulisan saya? & Quot; Portland menjawab, & quot; Lebih baik daripada dengan bateri kami dihidupkan, & quot sebelum akhirnya menyimpulkan dengan Yankee pluck, & quotSangat baik. Haruskah saya meneruskan perniagaan? & Quot

Dari segi hubungan antara Bumi dan bintangnya, mungkin ini adalah 24 jam paling pelik yang direkodkan. Orang ramai berjuang untuk menjelaskan apa yang telah berlaku.

NASA & # x27s David Hathaway, ahli astronomi solar, mengatakan bahawa orang-orang dalam komuniti suria mula memahami bahawa ada hubungan antara peristiwa di matahari dan magnet di Bumi. Tetapi pengetahuan itu tidak disebarkan secara meluas.

Teori lain berpendapat bahawa aura sebenarnya adalah fenomena atmosfer, iaitu cuaca dari jenis tertentu. Bukti pelbagai jenis ditawarkan. Auroras nampaknya memiliki suara, & quot; suara krepitasi, & quot atau berderak, yang menandakannya sebagai fenomena terikat Bumi. Malah terdapat penjelasan yang lebih pelik, seperti pakar meteorologi Ebenezer Miriam & petikan lucu dalam petikan The New York Times.

& quotAurora (elektrik yang dikeluarkan dari kawah gunung berapisama ada larut di atmosfera, dan dengan itu disebarkan melalui ruang atau tertumpu menjadi a gelatineus[sic] pembentukan bahan meteor, dipanggil tahi bintang, & quot Miriam menulis. Meteor ini larut dengan cepat di udara atmosfera, tetapi kadang-kadang sampai ke bumi sebelum larut, dan menyerupai pati nipis. & quot

Tetapi beberapa saintis berada di landasan yang betul. Lapan belas jam sebelum ribut melanda, Richard Carrington, seorang ahli astronomi Britain yang muda tetapi disegani, telah membuat pemerhatian bintik matahari setiap hari ketika dia melihat dua titik cahaya yang cemerlang. Kita tahu sekarang bahawa apa yang dilihatnya adalah pemanasan permukaan matahari melebihi suhu berkuasa fusi standard sekitar 5,500 darjah Celsius. Tenaga untuk melakukannya berasal dari letupan magnetik kerana bahagian yang menjauhkan dari medan magnet matahari yang tersekat dan tersambung kembali.

"Mereka mengeluarkan tenaga yang setara dengan kira-kira 10 juta bom atom dalam masa satu atau dua jam," kata Hathaway. & quot [Yang 1859] itu istimewa, dan ia diperhatikan kerana suar cahaya putih. Ia benar-benar memanaskan permukaan matahari dengan cukup baik untuk menerangi cahaya matahari. & Quot

Walaupun ketika itu Carrington tidak tahu apa yang dilihatnya, lima tahun menatap matahari telah mengajarnya bahawa apa yang dilihatnya belum pernah terjadi sebelumnya. Ketika pada malam-malam berikutnya, langit di seluruh dunia mulai berubah warna yang cerah, Carrington tahu dia sedang melakukan sesuatu.

& quot; Saya fikir ia mewakili titik tolak dalam astronomi kerana untuk pertama kalinya, para astronom mempunyai bukti konkrit bahawa kekuatan selain graviti dapat berkomunikasi dengan jarak 93 juta batu, & quot, kata Stuart Clark, pengarang buku The Sun Kings: Tragedi Richard Carrington dan Kisah Bagaimana Astronomi Moden Bermula.

Namun, akan ada beberapa dekad sebelum teori saintifik mengikuti pemerhatian. Bobot kelas berat Britain seperti Lord Kelvin berpendapat bahawa matahari tidak pernah dapat memberikan tahap tenaga yang telah diperhatikan di Bumi. Memahami apa yang berlaku tanpa memahami bagaimana matahari berfungsi atau sifat zarah tidak begitu mudah.

& quot; Ini adalah contoh hebat di mana teori dan pemerhatian tidak sesuai, & quot; kata Clark. & quot; Penubuhan ilmiah cenderung mempercayai teori itu, tetapi biasanya sebaliknya, dan pemerhatiannya betul. Anda harus membina sejumlah besar pemerhatian kritikal untuk mengalihkan teori saintifik. & Quot

Seiring berjalannya waktu, semakin banyak pemerhatian yang mengubah teori, dan matahari dianggap bertanggung jawab atas ribut geomagnetik. Pelajaran teknologi bahawa peralatan elektrik dapat terganggu sebahagian besarnya dilupakan.

Apabila ribut geomagnetik melanda Bumi, ia menggegarkan magnetosfera Bumi. Semasa plasma magnet mendorong garis medan magnet Bumi ke sekeliling, arus mengalir. Arus tersebut mempunyai medan magnet mereka sendiri dan tidak lama lagi, di permukaan tanah, daya elektromagnetik yang kuat sedang dimainkan. Dengan kata lain, telegraf anda boleh berjalan pada & quotauroral current. & Quot

Walau bagaimanapun, ribut geomagnetik boleh memberi kesan yang kurang baik. Pada 4 Ogos 1972, talian Telefon Bell yang bergerak dari Chicago ke San Francisco tersingkir. Penyelidik Bell Labs ingin mengetahui mengapa, dan penemuan mereka membawa mereka kembali ke 1859 dan arus auroral.

Louis Lanzerotti, sekarang seorang profesor kejuruteraan di Institut Teknologi New Jersey, pergi menggali di perpustakaan Bell Labs untuk acara dan penjelasan serupa. Seiring dengan penyelidikan lapangan, sejarah menjadi teras pendekatan baru untuk membangun sistem elektrik yang lebih mantap.

"Kami melakukan semua analisis ini dan menulis makalah ini di & # x2774 untuk Bell Systems Technical Journal," kata Lanzerotti. & quot Dan ia benar-benar membuat perbezaan dalam Bell Systems. Mereka merancang semula sistem kuasa mereka. & Quot

Perjuangan untuk mendapatkan sistem teknikal Bumi & anomali geomagnetik berterusan. Akhir tahun lalu, Akademi Sains Nasional mengeluarkan laporan mengenai kejadian cuaca luar angkasa yang teruk. Sekiranya ribut bahkan mendekati tahap 1859 terjadi lagi, mereka menyimpulkan kerosakannya boleh meningkat hingga $ 1 trilion, sebahagian besarnya disebabkan oleh gangguan pada grid elektrik.

Data mengenai berapa kerap berlaku ribut besar jarang berlaku. Inti ais adalah bukti utama yang kita ada di luar dokumen sejarah manusia. Zarah-zarah yang dicas dapat berinteraksi dengan nitrogen di atmosfera, menghasilkan nitrida. Peningkatan kepekatan molekul tersebut dapat dikesan dengan melihat inti ais, yang bertindak seperti buku log atmosfer pada waktu tertentu. Selama 500 tahun terakhir data ini, peristiwa 1859 dua kali lebih besar daripada yang lain.

Walaupun begitu, matahari tetap menjadi misteri, terutamanya peristiwa yang sangat bertenaga ini. Para saintis seperti Hathaway dapat menerangkan mengapa satu ribut geomagnetik mungkin lebih besar daripada yang lain berdasarkan perincian bagaimana ia muncul, tetapi mereka sukar untuk meramalkan kapan atau mengapa ribut besar dapat terjadi.

Pemahaman saintifik tentang bagaimana matahari mempengaruhi Bumi dan manusia yang berteknologi tidak lengkap, tetapi sekurang-kurangnya kita tahu kapan ia bermula: pada awal pagi 2 September 1859.

& quot; Pada saat itu kita menyedari bahawa benda langit ini mempengaruhi teknologi kita dan cara kita ingin menjalani kehidupan kita, & quot; kata Stuart.


Apa yang mungkin dapat menyelamatkan atmosfer selain medan magnet? Mengapa medan magnet tidak dapat menyelamatkan atmosfer dalam keadaan tertentu? - Astronomi

Ethan Siegel, menulis di Medium's Bermula dengan Bang: Walau apa pun, perkara pertama yang akan berlaku adalah peralihan dari berada dalam keadaan rehat - di mana daya dari atom di permukaan Bumi mendorong kita ke belakang dengan kekuatan yang sama dan berlawanan dengan pecutan graviti - menjadi jatuh bebas: pada 9.8 m / s2 (32 kaki / s2), menuju pusat Bumi. Tidak seperti kebanyakan senario jatuh bebas yang kita alami di Bumi hari ini, seperti pengalaman terjun langit ketika melompat keluar dari kapal terbang, anda akan mempunyai pengalaman yang menakutkan dan kekal. Anda tidak akan merasakan angin bergegas melewati anda, tetapi udara akan memecut turun ke arah pusat Bumi dengan kadar yang sama seperti anda. Tidak akan ada daya tarik pada anda, dan anda tidak akan pernah mencapai kelajuan maksimum: halaju terminal. Anda akan jatuh lebih cepat dan pantas seiring berjalannya waktu.

Sensasi "perut meningkat" yang akan anda rasakan - seperti anda berada di puncak penurunan roller coaster - akan bermula sebaik sahaja jatuh bebas, tetapi akan terus berlanjutan. Anda akan mengalami tanpa berat total, seperti angkasawan di Stesen Angkasa Antarabangsa, dan tidak akan dapat "merasakan" seberapa pantas anda jatuh. Yang merupakan perkara yang baik, kerana bukan sahaja anda akan jatuh lebih cepat dan lebih cepat ke pusat Bumi seiring berjalannya waktu, tetapi pecutan anda sebenarnya akan meningkat ketika anda semakin dekat dengan singulariti pusat itu.


Masalah Graviti

Semua planet dan bulan besar mempunyai graviti yang cukup untuk menahan atmosfera, jadi teori terraforming sangat mungkin dilakukan. Tetapi dari segi kehidupan manusia tidak semua graviti diciptakan sama.

Di Marikh anda mempunyai berat badan 0.38 di Bumi, dan kami tidak sepenuhnya yakin apa yang akan dilakukan terhadap kesihatan manusia. Untuk mengelakkan tulang penduduk Marikh dari demineralisasi, misalnya, mereka mungkin perlu bersenam di dalam sentrifugal besar setiap hari. Sejauh ini, NASA dan organisasi lain telah mengkaji kesan graviti separa pada tahap terhad pada manusia dengan menghasilkan graviti Mars dan bulan untuk jangka masa pendek (di bawah satu minit) semasa penerbangan parabola.

Untuk kesan jangka panjang, yang tanpa berat badan tidak hanya melibatkan demineralisasi tulang, tetapi juga atrofi otot, kesan sistem imun, dan komplikasi lain di seluruh tubuh, tidak ada cara untuk meniru graviti separa di Bumi. Kita dapat mensimulasikannya dengan pelbagai alat yang membolehkan penyelidik mengkaji perkara seperti berjalan di Marikh dan yang lainnya. Kita dapat meletakkan orang di tempat tidur untuk jangka waktu yang lama dengan tempat tidur miring sehingga dapat mensimulasikan peralihan cecair di Marikh atau dunia lain. Tetapi sehingga kita benar-benar menghantar haiwan ke persekitaran tersebut, kita tidak dapat memastikan apa yang akan berlaku pada pelbagai sistem, termasuk pembiakan. Perkembangan embrio bergantung pada graviti dan diketahui terganggu tanpa berat badan, tetapi kita tidak tahu apa yang akan berlaku di persekitaran dengan sebahagian kecil dari graviti Bumi.

Dan sementara graviti Mars rendah dari segi fisiologi dan pergerakan manusia (anda boleh melompat sangat tinggi di Marikh dan itu akan menyenangkan), cukup tinggi sehingga kapal angkasa akan menggunakan sejumlah besar tenaga semasa berlepas dari planet ini atau mendarat di atasnya . Begitu juga, sementara atmosfera terlalu tipis untuk menyokong kehidupan manusia (sehingga kita terraform), ia masih cukup tebal untuk menyebabkan ribut debu yang boleh merosakkan mesin penjajah. Oleh itu, memandangkan udara dan graviti bersama dengan jarak dari Bumi, Mars sebenarnya bukan calon terbaik untuk jajahan luar dunia.


Kandungan

Hipotesis Gaian menunjukkan bahawa organisma berkembang bersama dengan persekitarannya: iaitu, mereka "mempengaruhi persekitaran abiotik mereka, dan persekitaran itu seterusnya mempengaruhi biota melalui proses Darwin". Lovelock (1995) memberikan bukti tentang ini dalam buku keduanya, menunjukkan evolusi dari dunia bakteria termo-acido-filik dan metanogenik awal ke atmosfera yang diperkaya oksigen hari ini yang menyokong kehidupan yang lebih kompleks.

Versi hipotesis yang dikurangkan telah disebut "Gaia berpengaruh" [11] dalam "Evolusi Terarah dari Biosfer: Pemilihan Biogeokimia atau Gaia?" oleh Andrei G. Lapenis, yang menyatakan biota mempengaruhi aspek tertentu dari dunia abiotik, mis. suhu dan atmosfera. Ini bukan karya individu tetapi kumpulan penyelidikan saintifik Rusia yang digabungkan ke dalam penerbitan yang dikaji oleh rakan sebaya ini. Ini menyatakan koevolusi kehidupan dan persekitaran melalui "kekuatan mikro" [11] dan proses biogeokimia. Contohnya ialah bagaimana aktiviti bakteria fotosintetik pada zaman Precambrian mengubah sepenuhnya atmosfera Bumi untuk menjadikannya aerobik, dan dengan itu menyokong evolusi kehidupan (khususnya kehidupan eukariotik).

Oleh kerana halangan wujud sepanjang abad kedua puluh antara Rusia dan seluruh dunia, baru-baru ini para saintis awal Rusia yang memperkenalkan konsep yang bertindih dengan paradigma Gaia telah menjadi lebih dikenali oleh komuniti saintifik Barat. [11] Para saintis ini termasuk Piotr Alekseevich Kropotkin (1842–1921) (walaupun dia menghabiskan banyak masa profesionalnya di luar Rusia), Rafail Vasil'evich Rizpolozhensky (1862 - sekitar tahun 1922), Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945), dan Vladimir Alexandrovich Kostitzin (1886–1963).

Ahli biologi dan saintis Bumi biasanya melihat faktor-faktor yang menstabilkan ciri-ciri suatu tempoh sebagai harta muncul atau entelechy sistem yang tidak diarahkan kerana setiap spesies individu mengejar kepentingannya sendiri, sebagai contoh, tindakan gabungan mereka mungkin mempunyai kesan penyeimbangan terhadap perubahan persekitaran. Penentang pandangan ini kadang-kadang merujuk contoh peristiwa yang mengakibatkan perubahan dramatik dan bukannya keseimbangan yang stabil, seperti penukaran atmosfer Bumi dari lingkungan pengurangan menjadi yang kaya oksigen pada akhir zaman Archaean dan permulaan periode Proterozoik .

Versi hipotesis yang kurang diterima mendakwa bahawa perubahan dalam biosfera disebabkan oleh koordinasi organisma hidup dan mengekalkan keadaan tersebut melalui homeostasis. Dalam beberapa versi falsafah Gaia, semua bentuk kehidupan dianggap sebagai sebahagian daripada satu planet hidup yang dipanggil Gaia. Dalam pandangan ini, atmosfer, laut dan kerak darat akan menjadi hasil campur tangan yang dilakukan oleh Gaia melalui kepelbagaian organisma hidup yang bersamaan.

Paradigma Gaia adalah pengaruh terhadap pergerakan ekologi yang mendalam. [12]

Hipotesis Gaia menunjukkan bahawa Bumi adalah sistem kompleks yang mengatur diri sendiri yang melibatkan biosfer, atmosfer, hidrosfera dan pedosfera, digabungkan erat sebagai sistem yang berkembang. Hipotesis berpendapat bahawa sistem ini secara keseluruhan, yang disebut Gaia, mencari persekitaran fizikal dan kimia yang optimum untuk kehidupan kontemporari. [13]

Gaia berkembang melalui sistem maklum balas siberetik yang dikendalikan oleh biota secara tidak sedar, yang membawa kepada penstabilan keadaan kebiasaan yang luas dalam homeostasis penuh. Banyak proses di permukaan Bumi yang penting untuk keadaan kehidupan bergantung pada interaksi bentuk hidup, terutama mikroorganisma, dengan unsur-unsur bukan organik.Proses-proses ini membentuk sistem kawalan global yang mengatur suhu permukaan Bumi, komposisi atmosfer dan kemasinan laut, yang dikuasakan oleh keadaan keseimbangan termodinamik global dari sistem Bumi. [14]

Keberadaan homeostasis planet yang dipengaruhi oleh bentuk hidup telah diperhatikan sebelumnya dalam bidang biogeokimia, dan ia juga disiasat di bidang lain seperti sains sistem Bumi. Keaslian hipotesis Gaia bergantung pada penilaian bahawa keseimbangan homeostatik seperti itu secara aktif dilakukan dengan tujuan untuk menjaga keadaan yang optimum untuk hidup, walaupun peristiwa terestrial atau luaran mengancamnya. [15]

Peraturan suhu permukaan global Edit

Sejak kehidupan dimulakan di Bumi, tenaga yang diberikan oleh Matahari telah meningkat sebanyak 25% hingga 30% [16] namun, suhu permukaan planet ini tetap berada dalam tahap kebiasaan, mencapai margin rendah dan tinggi yang cukup biasa. Lovelock juga membuat hipotesis bahawa metanogen menghasilkan tahap metana yang tinggi pada atmosfer awal, memberikan pandangan yang serupa dengan yang terdapat pada asap petrokimia, yang serupa dalam beberapa aspek dengan atmosfer di Titan. [7] Ini, dia menyarankan cenderung menyaring ultraviolet hingga terbentuknya layar ozon, mempertahankan tahap homeostasis. Walau bagaimanapun, penyelidikan Bumi Bola Salji [17] telah menunjukkan bahawa "kejutan oksigen" dan penurunan kadar metana menyebabkan, semasa Zaman Es Huronian, Sturtian dan Marinoan / Varanger, ke dunia yang hampir menjadi "bola salji" yang padat. Zaman ini adalah bukti menentang kemampuan biosfera Phanerozoic pra untuk mengatur diri sepenuhnya.

Pemprosesan gas rumah hijau CO2, dijelaskan di bawah, memainkan peranan penting dalam pemeliharaan suhu Bumi dalam had kebiasaan.

Hipotesis CLAW, yang diilhami oleh hipotesis Gaia, mencadangkan gelung maklum balas yang beroperasi antara ekosistem lautan dan iklim Bumi. [18] Hipotesis secara khusus mengemukakan bahawa fitoplankton tertentu yang menghasilkan dimetil sulfida responsif terhadap variasi dalam memaksa iklim, dan bahawa tindak balas ini membawa kepada gelung maklum balas negatif yang bertindak untuk menstabilkan suhu atmosfera Bumi.

Pada masa ini peningkatan populasi manusia dan kesan persekitaran dari aktiviti mereka, seperti pendaraban gas rumah hijau boleh menyebabkan maklum balas negatif di persekitaran menjadi maklum balas positif. Lovelock telah menyatakan bahawa ini boleh menyebabkan pemanasan global yang sangat dipercepat, [19] tetapi sejak itu dia menyatakan kesannya akan berlaku lebih lambat. [20]

Simulasi Daisyworld Edit

Sebagai tindak balas terhadap kritikan bahawa hipotesis Gaia sepertinya memerlukan pemilihan dan kerjasama kumpulan yang tidak realistik antara organisma, James Lovelock dan Andrew Watson mengembangkan model matematik, Daisyworld, di mana persaingan ekologi menyokong peraturan suhu planet. [21]

Daisyworld meneliti anggaran tenaga planet yang dihuni oleh dua jenis tumbuhan, daisies hitam dan daisies putih, yang diasumsikan menempati sebahagian besar permukaan. Warna aster mempengaruhi albedo planet sehingga aster hitam menyerap lebih banyak cahaya dan menghangatkan planet ini, sementara bunga aster putih memantulkan lebih banyak cahaya dan menyejukkan planet ini. Bunga aster hitam diasumsikan tumbuh dan berkembang biak terbaik pada suhu yang lebih rendah, sementara bunga aster putih diasumsikan berkembang dengan baik pada suhu yang lebih tinggi. Apabila suhu meningkat lebih dekat dengan nilai daisies putih seperti itu, daisies putih menghasilkan daisies hitam, menyebabkan peratusan permukaan putih yang lebih besar, dan lebih banyak sinar matahari dipantulkan, mengurangkan input haba dan akhirnya menyejukkan planet ini. Sebaliknya, ketika suhu turun, bunga aster hitam menghasilkan bunga aster putih, menyerap lebih banyak cahaya matahari dan memanaskan planet ini. Oleh itu, suhu akan berkumpul dengan nilai di mana kadar pembiakan tanaman sama.

Lovelock dan Watson menunjukkan bahawa, dalam keadaan yang terhad, maklum balas negatif ini kerana persaingan dapat menstabilkan suhu planet pada nilai yang menyokong kehidupan, jika output tenaga Matahari berubah, sementara planet tanpa kehidupan akan menunjukkan perubahan suhu yang luas . Peratusan bunga aster putih dan hitam akan terus berubah untuk menjaga suhu pada nilai di mana kadar pembiakan tanaman adalah sama, yang memungkinkan kedua-dua bentuk kehidupan berkembang.

Telah dinyatakan bahawa hasilnya dapat diramalkan kerana Lovelock dan Watson memilih contoh yang menghasilkan respons yang mereka inginkan. [22]

Peraturan kemasinan lautan

Salinitas laut telah berterusan sekitar 3.5% untuk masa yang sangat lama. [23] Kestabilan salinitas di persekitaran lautan adalah penting kerana kebanyakan sel memerlukan kemasinan yang agak tetap dan secara amnya tidak bertoleransi dengan nilai di atas 5%. Salinitas laut yang berterusan adalah misteri lama, kerana tidak ada proses yang mengimbangi kemasukan garam dari sungai yang diketahui. Baru-baru ini disarankan [24] bahawa kemasinan juga sangat dipengaruhi oleh peredaran air laut melalui batuan basaltik panas, dan muncul sebagai lubang air panas di perairan tengah lautan. Walau bagaimanapun, komposisi air laut jauh dari keseimbangan, dan sukar untuk menjelaskan fakta ini tanpa pengaruh proses organik. Satu penjelasan yang dicadangkan terletak pada pembentukan dataran garam sepanjang sejarah Bumi. Dihipotesiskan bahawa ini diciptakan oleh koloni bakteria yang menetapkan ion dan logam berat semasa proses hidupnya. [23]

Dalam proses biogeokimia Bumi, sumber dan sink adalah pergerakan unsur. Komposisi ion garam di dalam lautan dan laut kita adalah: natrium (Na +), klorin (Cl -), sulfat (SO4 2−), magnesium (Mg 2+), kalsium (Ca 2+) dan kalium (K +). Unsur-unsur yang merangkumi kemasinan tidak mudah berubah dan menjadi sifat konservatif air laut. [23] Terdapat banyak mekanisme yang mengubah kemasinan dari bentuk partikulat menjadi bentuk terlarut dan belakang. Memandangkan komposisi logam dari sumber besi melintasi grid reka bentuk termomagnetik pelbagai aspek, bukan sahaja pergerakan unsur-unsur secara hipotesis akan membantu menyusun semula pergerakan ion, elektron, dan sejenisnya, tetapi juga berpotensi dan tidak dapat membantu dalam mengimbangi badan-badan magnet Medan geomagnetik bumi. Sumber natrium yang diketahui iaitu garam adalah ketika cuaca, hakisan, dan pembubaran batu diangkut ke sungai dan disimpan ke dalam lautan.

Laut Mediterranean sebagai ginjal Gaia dijumpai (di sini) oleh Kenneth J. Hsue, seorang pengarang surat-menyurat pada tahun 2001. Hsue menunjukkan bahawa "pengeringan" dari Mediterranean adalah bukti Gaia "buah pinggang" berfungsi. Dalam kes ini dan yang disarankan sebelumnya, pergerakan plat dan fizik, bukan biologi, yang melakukan peraturan. Sebelumnya "fungsi ginjal" dilakukan semasa "pemendapan Cretaceous (Atlantik Selatan), Jurassic (Teluk Mexico), Permo-Triassic (Eropah), Devonian (Kanada), Cambrian / Precambrian (Gondwana) raksasa masin." [25]

Peraturan oksigen di atmosfer

Teorema Gaia menyatakan bahawa komposisi atmosfera Bumi disimpan pada keadaan yang stabil secara dinamik oleh adanya kehidupan. [26] Komposisi atmosfera menyediakan keadaan yang disesuaikan dengan kehidupan kontemporari. Semua gas atmosfera selain gas mulia yang terdapat di atmosfera dibuat oleh organisma atau diproses olehnya.

Kestabilan atmosfera di Bumi bukanlah akibat keseimbangan kimia. Oksigen adalah sebatian reaktif, dan akhirnya harus bergabung dengan gas dan mineral atmosfera dan kerak bumi. Oksigen hanya mula bertahan di atmosfer dalam jumlah kecil kira-kira 50 juta tahun sebelum bermulanya Peristiwa Oksigenasi Besar. [27] Sejak awal zaman Cambrian, kepekatan oksigen atmosfera berfluktuasi antara 15% dan 35% dari isipadu atmosfera. [28] Jejak metana (dengan jumlah 100,000 tan dihasilkan setiap tahun) [29] tidak boleh ada, kerana metana mudah terbakar di atmosfer oksigen.

Udara kering di atmosfera Bumi mengandungi kira-kira (mengikut isipadu) 78.09% nitrogen, 20.95% oksigen, 0.93% argon, 0.039% karbon dioksida, dan sejumlah kecil gas lain termasuk metana. Lovelock pada awalnya berspekulasi bahawa kepekatan oksigen di atas sekitar 25% akan meningkatkan frekuensi kebakaran hutan dan pembakaran hutan. Mekanisme ini, bagaimanapun, tidak akan meningkatkan kadar oksigen jika terlalu rendah. Sekiranya tanaman terbukti dapat menghasilkan O2 secara berlebihan, mungkin hanya pengatur kebakaran hutan oksigen tinggi yang diperlukan. Kerja terbaru mengenai penemuan arang yang disebabkan oleh kebakaran dalam ukuran arang batu Carboniferous dan Cretaceous, dalam tempoh geologi ketika O2 melebihi 25%, telah menyokong pendapat Lovelock. [ rujukan diperlukan ]

Pemprosesan CO2 Edit

Para saintis Gaia melihat penyertaan organisma hidup dalam kitaran karbon sebagai salah satu proses kompleks yang mengekalkan keadaan yang sesuai untuk kehidupan. Satu-satunya sumber semula jadi karbon dioksida atmosfera (CO2) adalah aktiviti gunung berapi, sedangkan satu-satunya penyingkiran yang ketara adalah melalui pemendakan batuan karbonat. [30] Pemendakan, larutan dan fiksasi karbon dipengaruhi oleh bakteria dan akar tanaman di tanah, di mana ia meningkatkan peredaran gas, atau di terumbu karang, di mana kalsium karbonat disimpan sebagai pepejal di dasar laut. Kalsium karbonat digunakan oleh organisma hidup untuk membuat ujian dan kerang karbonat. Setelah mati, cengkerang organisma hidup jatuh. Sebilangan tiba di dasar lautan di mana tektonik plat dan panas dan / atau tekanan akhirnya mengubahnya menjadi deposit kapur dan batu kapur. Sebilangan besar cangkang mati yang jatuh, bagaimanapun, kembali larut ke laut di bawah kedalaman pampasan karbon.

Salah satu organisma ini adalah Emiliania huxleyi, alga coccolithophore yang banyak yang mungkin berperanan dalam pembentukan awan. [31] CO2 lebihan dikompensasi oleh peningkatan kehidupan coccolithophoride, meningkatkan jumlah CO2 terkunci di dasar laut. Coccolithophorides, jika Hipotesis CLAW ternyata disokong (lihat "Peraturan Suhu Permukaan Global" di atas), dapat membantu meningkatkan penutup awan, oleh itu mengawal suhu permukaan, membantu menyejukkan seluruh planet dan memilih hujan yang diperlukan untuk tanaman terestrial. [ rujukan diperlukan ] Kebelakangan ini CO atmosfera2 kepekatan telah meningkat dan terdapat beberapa bukti bahawa kepekatan mekar alga laut juga meningkat. [32]

Lichen dan organisma lain mempercepat pelapukan batuan di permukaan, sementara penguraian batuan juga terjadi lebih cepat di tanah, berkat aktiviti akar, jamur, bakteria dan haiwan bawah tanah. Oleh itu, aliran karbon dioksida dari atmosfera ke tanah diatur dengan bantuan makhluk hidup. Apabila CO2 tahap meningkat di atmosfera suhu meningkat dan tumbuh-tumbuhan tumbuh. Pertumbuhan ini membawa penggunaan CO yang lebih tinggi2 oleh tumbuhan, yang memprosesnya ke dalam tanah, mengeluarkannya dari atmosfera.

Edit Preden

Idea Bumi sebagai satu kesatuan, makhluk hidup, mempunyai tradisi yang panjang. Gaia mitos adalah dewi Yunani utama yang mempersonifikasikan Bumi, versi Yunani "Ibu Alam" (dari Ge = Bumi, dan nenek Aia = PIE), atau Ibu Bumi. James Lovelock memberikan nama ini kepada hipotesisnya setelah cadangan dari novelis William Golding, yang tinggal di kampung yang sama dengan Lovelock pada masa itu (Bowerchalke, Wiltshire, UK). Nasihat Golding didasarkan pada Gea, ejaan alternatif untuk nama dewi Yunani, yang digunakan sebagai awalan dalam geologi, geofizik dan geokimia. [33] Golding kemudiannya merujuk kepada Gaia dalam ucapan penerimaan hadiah Nobelnya.

Pada abad kelapan belas, ketika geologi disatukan sebagai sains moden, James Hutton berpendapat bahawa proses geologi dan biologi saling berkaitan. [34] Kemudian, naturalis dan penjelajah Alexander von Humboldt mengenali penyatuan semula organisma hidup, iklim, dan kerak bumi. [34] Pada abad kedua puluh, Vladimir Vernadsky merumuskan teori pengembangan Bumi yang kini menjadi salah satu asas ekologi. Vernadsky adalah ahli geokimia Ukraine dan merupakan salah seorang saintis pertama yang menyedari bahawa oksigen, nitrogen, dan karbon dioksida di atmosfera bumi berpunca dari proses biologi. Selama tahun 1920-an ia menerbitkan karya-karya dengan alasan bahawa organisma hidup dapat membentuk semula planet ini sama seperti kekuatan fizikal apa pun. Vernadsky adalah pelopor asas saintifik untuk sains persekitaran. [35] Pengumuman penglihatannya tidak diterima secara meluas di Barat, dan beberapa dekad kemudian hipotesis Gaia menerima jenis penentangan awal yang sama dari komuniti saintifik.

Pada pergantian abad ke-20, Aldo Leopold, pelopor dalam pengembangan etika persekitaran moden dan gerakan pemuliharaan hutan belantara, mencadangkan Bumi yang hidup dalam etika biocentric atau holistiknya mengenai tanah.

Paling tidak mustahil untuk menganggap bahagian-bahagian bumi - tanah, gunung, sungai, atmosfer dll, - sebagai organ atau bahagian-bahagian organ dari keseluruhan yang terkoordinasi, masing-masing bahagian dengan fungsinya yang pasti. Dan jika kita dapat melihat keseluruhan ini, secara keseluruhan, melalui jangka waktu yang besar, kita mungkin melihat bukan hanya organ dengan fungsi yang terkoordinasi, tetapi mungkin juga proses penggunaan sebagai pengganti yang dalam biologi kita sebut sebagai metabolisme, atau pertumbuhan. Dalam kes seperti itu, kita akan memiliki semua sifat yang dapat dilihat dari makhluk hidup, yang kita tidak sedar menjadi seperti itu kerana terlalu besar, dan proses hidupnya terlalu lambat.

Pengaruh lain untuk hipotesis Gaia dan pergerakan persekitaran secara umum datang sebagai kesan sampingan dari Space Race antara Kesatuan Soviet dan Amerika Syarikat. Selama tahun 1960-an, manusia pertama di angkasa dapat melihat bagaimana Bumi kelihatan secara keseluruhan. Gambar itu Bumi terbit yang diambil oleh angkasawan William Anders pada tahun 1968 semasa misi Apollo 8 menjadi, melalui Overview Effect sebagai simbol awal untuk pergerakan ekologi global. [37]

Rumusan hipotesis Edit

Lovelock mula mendefinisikan idea Bumi yang diatur sendiri oleh masyarakat organisma hidup pada bulan September 1965, ketika bekerja di Makmal Jet Propulsion di California mengenai kaedah mengesan kehidupan di Marikh. [38] [39] Makalah pertama yang menyebutnya adalah Atmosfer Planetary: Komposisi dan Perubahan lain yang berkaitan dengan Kehadiran Kehidupan, dikarang bersama dengan C.E. Giffin. [40] Konsep utama adalah bahawa kehidupan dapat dikesan dalam skala planet dengan komposisi kimia atmosfera. Menurut data yang dikumpulkan oleh balai cerap Pic du Midi, planet-planet seperti Marikh atau Venus mempunyai atmosfera dalam keseimbangan kimia. Perbezaan ini dengan atmosfer Bumi dianggap sebagai bukti bahawa tidak ada kehidupan di planet-planet ini.

Lovelock merumuskan Hipotesis Gaia dalam artikel jurnal pada tahun 1972 [1] dan 1974, [2] diikuti oleh buku 1979 yang mempopularkan Gaia: Pandangan baru mengenai kehidupan di Bumi. Sebuah artikel di Saintis Baru 6 Februari 1975, [41] dan hipotesis versi panjang buku yang popular, diterbitkan pada tahun 1979 sebagai Pencarian Gaia, mula menarik perhatian saintifik dan kritis.

Lovelock menyebutnya sebagai hipotesis maklum balas Bumi pertama, [42] dan ini adalah cara untuk menjelaskan fakta bahawa kombinasi bahan kimia termasuk oksigen dan metana berterusan dalam kepekatan stabil di atmosfer Bumi. Lovelock mencadangkan untuk mengesan kombinasi seperti itu di atmosfer planet lain sebagai kaedah yang boleh dipercayai dan murah untuk mengesan kehidupan.

Kemudian, hubungan lain seperti makhluk laut yang menghasilkan sulfur dan yodium dalam jumlah yang hampir sama dengan yang diperlukan oleh makhluk darat muncul dan membantu memperkuatkan hipotesis. [43]

Pada tahun 1971 ahli mikrobiologi Dr. Lynn Margulis bergabung dengan Lovelock dalam usaha menyusun hipotesis awal ke dalam konsep yang terbukti secara saintifik, menyumbangkan pengetahuannya tentang bagaimana mikrob mempengaruhi atmosfera dan lapisan yang berlainan di permukaan planet ini. [4] Ahli biologi Amerika juga membangkitkan kritikan dari komuniti saintifik dengan sokongannya terhadap teori mengenai asal organel eukariotik dan sumbangannya terhadap teori endosimbiotik, yang kini diterima. Margulis mendedikasikan lapan bab terakhir dalam bukunya, Planet Symbiotik, ke Gaia. Namun, dia keberatan dengan kepribadian Gaia yang meluas dan menekankan bahawa Gaia "bukan organisma", tetapi "sifat interaksi yang muncul di antara organisma". Dia mendefinisikan Gaia sebagai "rangkaian ekosistem berinteraksi yang menyusun satu ekosistem besar di permukaan Bumi. Period". "Slogan" buku yang paling tidak dapat dilupakan sebenarnya dilontarkan oleh seorang pelajar Margulis '.

James Lovelock menyebut cadangan pertamanya sebagai Hipotesis Gaia tetapi juga telah menggunakan istilah Teori Gaia. Lovelock menyatakan bahawa rumusan awal dibuat berdasarkan pemerhatian, tetapi masih kekurangan penjelasan saintifik. Hipotesis Gaia sejak itu disokong oleh sejumlah eksperimen saintifik [44] dan memberikan sejumlah ramalan berguna. [45]

Edit persidangan Gaia pertama

Pada tahun 1985, simposium awam pertama mengenai hipotesis Gaia, Adakah Bumi adalah Organisma Hidup? diadakan di University of Massachusetts Amherst, 1-6 Ogos. [46] Penaja utama adalah National Audubon Society. Penceramah termasuk James Lovelock, George Wald, Mary Catherine Bateson, Lewis Thomas, John Todd, Donald Michael, Christopher Bird, Thomas Berry, David Abram, Michael Cohen, dan William Fields. Kira-kira 500 orang hadir. [47]

Edit persidangan Gaia Kedua

Pada tahun 1988, ahli klimatologi Stephen Schneider menganjurkan persidangan Kesatuan Geofizik Amerika. Persidangan Chapman pertama di Gaia, [48] diadakan di San Diego, California pada 7 Mac 1988.

Semasa sesi "asas falsafah" persidangan, David Abram berbicara mengenai pengaruh metafora dalam sains, dan hipotesis Gaia sebagai menawarkan metafora baru dan berpotensi mengubah permainan, sementara James Kirchner mengkritik hipotesis Gaia kerana ketidaktepatannya. Kirchner mendakwa bahawa Lovelock dan Margulis tidak mengemukakan satu hipotesis Gaia, tetapi empat:

    Gaia: kehidupan dan persekitaran telah berkembang secara bergandingan. Kirchner mendakwa bahawa ini sudah diterima secara saintifik dan bukan perkara baru. Gaia: kehidupan itu mengekalkan kestabilan persekitaran semula jadi, dan bahawa kestabilan ini memungkinkan kehidupan terus wujud. Gaia: bahawa hipotesis Gaia menimbulkan minat dalam kitaran geofizik dan oleh itu menyebabkan penyelidikan baru yang menarik dalam dinamik geofizik terestrial.
  • Mengoptimumkan Gaia: bahawa Gaia membentuk planet dengan cara yang menjadikannya persekitaran yang optimum untuk kehidupan secara keseluruhan. Kirchner mendakwa bahawa ini tidak dapat diuji dan oleh itu tidak saintifik.

Dari homeostatik Gaia, Kirchner mengenali dua alternatif."Lemah Gaia" menegaskan bahawa kehidupan cenderung menjadikan persekitaran stabil bagi berkembangnya semua kehidupan. "Gaia Kuat" menurut Kirchner, menegaskan bahawa kehidupan cenderung menjadikan persekitaran stabil, bagi membolehkan berkembang dalam semua kehidupan. Kuat Gaia, Kirchner mendakwa, tidak dapat diuji dan oleh itu tidak saintifik. [49]

Lovelock dan saintis yang menyokong Gaia yang lain, bagaimanapun, berusaha untuk menyangkal dakwaan bahawa hipotesis itu tidak saintifik kerana mustahil untuk mengujinya dengan eksperimen terkawal. Sebagai contoh, terhadap tuduhan bahawa Gaia bersifat teleologi, Lovelock dan Andrew Watson menawarkan Model Daisyworld (dan pengubahsuaiannya di atas) sebagai bukti terhadap kebanyakan kritikan ini. [21] Lovelock mengatakan bahawa model Daisyworld "menunjukkan bahawa pengaturan diri terhadap persekitaran global dapat muncul dari persaingan antara jenis kehidupan yang mengubah persekitaran tempatan mereka dengan cara yang berbeza". [50]

Lovelock berhati-hati untuk mengemukakan versi hipotesis Gaia yang tidak mempunyai tuntutan bahawa Gaia secara sengaja atau sedar mengekalkan keseimbangan kompleks di persekitarannya yang diperlukan hidup untuk bertahan hidup. Tampaknya bahawa tuntutan bahawa Gaia bertindak "dengan sengaja" adalah pernyataan dalam buku awalnya yang popular dan tidak dimaksudkan untuk diambil secara harfiah. Penyataan baru hipotesis Gaia ini lebih diterima oleh komuniti saintifik. Sebilangan besar tuduhan teleologisme berhenti, berikutan persidangan ini. [ rujukan diperlukan ]

Persidangan Gaia Ketiga Edit

Pada masa Persidangan Chapman ke-2 mengenai Hipotesis Gaia, yang diadakan di Valencia, Sepanyol, pada 23 Jun 2000, [51] keadaan telah berubah dengan ketara. Daripada perbincangan mengenai pandangan teleologi Gaian, atau "jenis" hipotesis Gaia, fokusnya adalah pada mekanisme khusus di mana homeostasis jangka pendek asas dipertahankan dalam kerangka perubahan struktur jangka panjang evolusi yang signifikan.

  1. "Bagaimana sistem biogeokimia / iklim global yang disebut Gaia berubah pada waktunya? Apakah sejarahnya? Bolehkah Gaia mengekalkan kestabilan sistem pada satu skala waktu tetapi masih mengalami perubahan vektor pada skala waktu yang lebih lama? Bagaimana catatan geologi dapat digunakan untuk memeriksa soalan-soalan ini? "
  2. "Apa struktur Gaia? Apakah maklum balas cukup kuat untuk mempengaruhi evolusi iklim? Apakah ada bagian dari sistem yang ditentukan secara pragmatik oleh apa saja kajian disipliner yang sedang dilakukan pada waktu tertentu atau ada seperangkat bagian yang harus diambil yang paling benar untuk memahami Gaia sebagai mengandungi organisma yang berkembang dari masa ke masa? Apakah maklum balas di antara bahagian-bahagian sistem Gaian yang berlainan ini, dan apakah maksud penutupan jirim yang hampir bagi struktur Gaia sebagai ekosistem global dan untuk produktiviti kehidupan ? "
  3. "Bagaimana model proses dan fenomena Gaian berkaitan dengan realiti dan bagaimana ia membantu menangani dan memahami Gaia? Bagaimana hasil dari pemindahan Daisyworld ke dunia nyata? Apakah calon utama" daisies "? Adakah penting untuk teori Gaia sama ada kita dapati bunga aster atau tidak? Bagaimana seharusnya kita mencari bunga aster, dan haruskah kita memperhebatkan pencarian? Bagaimana mekanisme Gaian dapat bekerjasama dengan menggunakan model proses atau model global sistem iklim yang merangkumi biota dan memungkinkan untuk berbasikal kimia? "

Pada tahun 1997, Tyler Volk berpendapat bahawa sistem Gaian hampir pasti dihasilkan sebagai hasil evolusi ke arah keadaan homeostatik jauh dari keseimbangan yang memaksimumkan pengeluaran entropi, dan Kleidon (2004) bersetuju menyatakan: ". Tingkah laku homeostatik dapat muncul dari sebuah negara MEP dikaitkan dengan albedo planet "". tingkah laku yang dihasilkan dari Bumi simbiotik pada keadaan MEP mungkin menyebabkan perilaku dekat-homeostatik sistem Bumi pada skala waktu yang lama, seperti yang dinyatakan oleh hipotesis Gaia ". Staley (2002) juga telah mengusulkan ". Bentuk alternatif teori Gaia berdasarkan prinsip-prinsip Darwin yang lebih tradisional. Dalam pendekatan baru ini, peraturan persekitaran adalah akibat dari dinamika penduduk. Peranan pemilihan adalah untuk memilih organisma yang paling sesuai kepada keadaan persekitaran yang berlaku.Namun, persekitaran bukan latar belakang statik untuk evolusi, tetapi sangat dipengaruhi oleh kehadiran makhluk dan organisma yang hidup dan bergetar.Proses dinamik yang berkembang bersama yang dihasilkan akhirnya membawa kepada penumpuan keseimbangan dan optimum syarat-syarat ", tetapi juga memerlukan kemajuan kebenaran dan pemahaman dalam lensa yang dapat diperdebatkan telah dihentikan sementara spesies tersebut memperbanyak keperluan manipulasi Ekonomi dan kemerosotan persekitaran sambil melupakan sifat kematangan banyak keperluan. (12:22 10.29.2020)

Persidangan Gaia Keempat Edit

Persidangan antarabangsa keempat mengenai hipotesis Gaia, yang ditaja oleh Lembaga Taman Wilayah Virginia Utara dan lain-lain, diadakan pada bulan Oktober 2006 di Arlington, kampus VA Universiti George Mason. [53]

Martin Ogle, Ketua Naturalis, untuk NVRPA, dan penyokong hipotesis Gaia lama, menganjurkan acara tersebut. Lynn Margulis, Profesor Universiti Terhormat di Jabatan Geosains, University of Massachusetts-Amherst, dan penyokong lama hipotesis Gaia, adalah pembicara utama. Antara penceramah lain: Tyler Volk, pengarah bersama Program Sains Bumi dan Alam Sekitar di Universiti New York Dr. Donald Aitken, Pengetua Associate Donald Aitken Dr. Thomas Lovejoy, Presiden Pusat Sains, Ekonomi dan Alam Sekitar Heinz Robert Correll, Felo Kanan, Program Dasar Atmosfera, Persatuan Meteorologi Amerika dan ahli etika alam sekitar, J. Baird Callicott.

Setelah awalnya mendapat sedikit perhatian dari para saintis (dari tahun 1969 hingga 1977), setelah itu untuk jangka waktu hipotesis Gaia awal dikritik oleh sejumlah saintis, seperti Ford Doolittle, [54] Richard Dawkins [55] dan Stephen Jay Gould. [48] ​​Lovelock mengatakan bahawa kerana hipotesisnya dinamai dewi Yunani, dan diperjuangkan oleh banyak orang bukan saintis, [42] hipotesis Gaia ditafsirkan sebagai agama neo-Pagan. Ramai saintis khususnya mengkritik pendekatan yang diambil dalam bukunya yang popular Gaia, Pandangan Baru dalam Kehidupan di Bumi kerana menjadi teleologis - kepercayaan bahawa sesuatu itu bertujuan dan bertujuan untuk mencapai tujuan. Menanggapi kritik ini pada tahun 1990, Lovelock menyatakan, "Di mana-mana tulisan kita tidak menyatakan gagasan bahawa pengaturan diri planet itu bertujuan, atau melibatkan pandangan jauh atau perencanaan oleh biota".

Stephen Jay Gould mengkritik Gaia sebagai "metafora, bukan mekanisme." [56] Dia ingin mengetahui mekanisme sebenar kaedah homeostasis yang mengatur diri. Dalam pembelaannya terhadap Gaia, David Abram berpendapat bahawa Gould mengabaikan fakta bahawa "mekanisme" itu sendiri, adalah metafora - walaupun metafora yang sangat biasa dan sering tidak dikenali - yang membawa kita untuk mempertimbangkan sistem semula jadi dan hidup seolah-olah mesin itu diatur dan dibina dari luar (bukannya sebagai fenomena autopetik atau penyusunan diri). Metafora mekanikal, menurut Abram, memimpin kita untuk mengabaikan kualiti hidup aktif atau penting, sementara metafora organisma dari hipotesis Gaia menonjolkan keaktifan biota dan biosfer secara keseluruhan. [57] [58] Berkenaan dengan kausalitas di Gaia, Lovelock berpendapat bahawa tidak ada satu pun mekanisme yang bertanggung jawab, bahawa hubungan antara pelbagai mekanisme yang diketahui mungkin tidak pernah diketahui, bahawa ini dapat diterima dalam bidang biologi dan ekologi lain sebagai masalah tentu saja, dan permusuhan khusus itu dikhaskan untuk hipotesisnya sendiri kerana alasan lain. [59]

Selain menjelaskan bahasa dan pemahamannya tentang apa yang dimaksudkan dengan bentuk kehidupan, Lovelock sendiri menganggap sebagian besar kritikan tersebut adalah kurangnya pemahaman tentang matematik non-linear oleh pengkritiknya, dan bentuk linearisasi yang bersifat tamak di mana semua peristiwa harus dilakukan. segera dikaitkan dengan sebab-sebab tertentu sebelum fakta. Dia juga menyatakan bahawa sebahagian besar pengkritiknya adalah ahli biologi tetapi hipotesisnya merangkumi eksperimen dalam bidang di luar biologi, dan bahawa beberapa fenomena pengaturan diri mungkin tidak dapat dijelaskan secara matematik. [59]

Pemilihan dan evolusi semula jadi Edit

Lovelock telah menyatakan bahawa mekanisme maklum balas biologi global dapat berkembang dengan pemilihan semula jadi, dengan menyatakan bahawa organisma yang memperbaiki persekitaran mereka untuk kelangsungan hidupnya lebih baik daripada yang merosakkan persekitaran mereka. Walau bagaimanapun, pada awal 1980-an, W. Ford Doolittle dan Richard Dawkins secara berasingan menentang aspek Gaia ini. Doolittle berpendapat bahawa tidak ada dalam genom organisma individu yang dapat memberikan mekanisme maklum balas yang dikemukakan oleh Lovelock, dan oleh itu hipotesis Gaia tidak mencadangkan mekanisme yang masuk akal dan tidak saintifik. [54] Sementara itu, Dawkins menyatakan bahawa untuk organisma bertindak secara bersamaan memerlukan pandangan dan perancangan yang jauh, yang bertentangan dengan pemahaman saintifik evolusi semasa. [55] Seperti Doolittle, dia juga menolak kemungkinan gelung maklum balas dapat menstabilkan sistem.

Lynn Margulis, ahli mikrobiologi yang bekerjasama dengan Lovelock dalam menyokong hipotesis Gaia, berpendapat pada tahun 1999 bahawa "visi besar Darwin tidak salah, hanya tidak lengkap. Dalam menonjolkan persaingan langsung antara individu untuk mendapatkan sumber sebagai mekanisme pemilihan utama, Darwin (dan terutama para pengikutnya) menciptakan kesan bahawa persekitaran hanyalah arena statis ". Dia menulis bahawa komposisi atmosfer, hidrosfera, dan litosfera Bumi adalah diatur di sekitar "titik titik" seperti di homeostasis, tetapi titik set itu berubah dengan masa. [60]

Ahli biologi evolusioner W. D. Hamilton menyebut konsep Gaia Copernican, sambil menambah bahawa perlu Newton lain untuk menjelaskan bagaimana peraturan diri Gaian berlaku melalui pemilihan semula jadi Darwin. [33] [ sumber yang lebih baik diperlukan ] Baru-baru ini Ford Doolittle membina cadangannya dan ITSNTS Inkpen (It's The Song Not The Singer) [61] mengusulkan bahawa ketekunan pembezaan dapat memainkan peranan yang serupa dengan pembiakan pembezaan dalam evolusi oleh pilihan semula jadi, sehingga memberikan kemungkinan pendamaian antara teori pemilihan semula jadi dan hipotesis Gaia. [62]

Kritikan pada abad ke-21 Sunting

Hipotesis Gaia terus diterima secara skeptikal oleh komuniti saintifik. Sebagai contoh, argumen untuk dan menentangnya disusun dalam jurnal Perubahan Iklim pada tahun 2002 dan 2003. Argumen penting yang dikemukakan menentangnya adalah banyak contoh di mana kehidupan mempunyai kesan buruk atau tidak stabil terhadap alam sekitar daripada bertindak mengaturnya. [8] [9] Beberapa buku baru-baru ini telah mengkritik hipotesis Gaia, yang menyatakan pandangan dari ". Hipotesis Gaia tidak mempunyai sokongan pengamatan yang jelas dan mempunyai kesukaran teoritis yang signifikan" [63] hingga "Ditangguhkan dengan tidak selesa antara metafora, fakta, dan sains palsu yang tercemar , Saya lebih suka meninggalkan Gaia dengan tegas di latar belakang "[10] hingga" Hipotesis Gaia tidak disokong oleh teori evolusi atau oleh bukti empirikal catatan geologi ". [64] Hipotesis CLAW, [18] yang pada awalnya disarankan sebagai contoh potensi maklum balas Gaian langsung, kemudian didapati kurang dipercayai kerana pemahaman mengenai inti pemeluwapan awan telah bertambah baik. [65] Pada tahun 2009 hipotesis Medea diusulkan: bahawa kehidupan mempunyai kesan yang sangat berbahaya (biocidal) terhadap keadaan planet, bertentangan langsung dengan hipotesis Gaia. [66]

Dalam penilaian panjang lebar 2013 mengenai hipotesis Gaia dengan mempertimbangkan bukti moden dari pelbagai disiplin ilmu yang relevan, Toby Tyrrell menyimpulkan bahawa: "Saya percaya Gaia adalah jalan buntu *. Namun, kajiannya telah menghasilkan banyak persoalan baru dan menimbulkan pemikiran. Walaupun menolak Gaia, kita pada saat yang sama dapat menghargai keaslian dan luasnya penglihatan Lovelock, dan menyedari bahawa konsepnya yang berani telah membantu merangsang banyak idea baru tentang Bumi, dan memperjuangkan pendekatan holistik untuk mempelajarinya ". [67] Di tempat lain dia menyampaikan kesimpulannya "Hipotesis Gaia bukanlah gambaran yang tepat tentang bagaimana dunia kita berfungsi". [68] Pernyataan ini perlu difahami sebagai merujuk kepada bentuk Gaia yang "kuat" dan "sederhana" - bahawa biota mematuhi prinsip yang berfungsi untuk menjadikan Bumi optimum (kekuatan 5) atau menguntungkan hidup (kekuatan 4) atau itu ia berfungsi sebagai mekanisme homeostatik (kekuatan 3). Yang terakhir adalah bentuk Gaia yang "paling lemah" yang telah disokong oleh Lovelock. Tyrrell menolaknya. Namun, dia mendapati bahawa dua bentuk Gaia yang lebih lemah - Coeveolutionary Gaia dan Influential Gaia, yang menegaskan bahawa terdapat hubungan erat antara evolusi kehidupan dan persekitaran dan biologi mempengaruhi persekitaran fizikal dan kimia - keduanya boleh dipercayai, tetapi ia tidak berguna untuk menggunakan istilah "Gaia" dalam pengertian ini dan bahawa kedua-dua bentuk itu sudah diterima dan dijelaskan oleh proses pemilihan dan penyesuaian semula jadi. [69]