ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาประวัติศาสตร์ของโลกของเรามีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ บางคนไม่รุนแรงและปานกลางและบางคนก็หยาบและก้าวร้าวมาก พวกมันบางส่วนต้องเกี่ยวข้องกับการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด แต่เหตุใดจึงมีบางครั้งที่สิ่งมีชีวิตหลายชนิดสูญพันธุ์ไปอย่างหนาแน่น? Daniel Rothman ศาสตราจารย์ด้านธรณีฟิสิกส์ในภาควิชาวิทยาศาสตร์บรรยากาศและดาวเคราะห์ที่ MIT สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ได้ใช้คณิตศาสตร์เพื่อตอบคำถามนี้
ตามการคาดการณ์ ในปี 2100 มหาสมุทรจะกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้รวม 310 กิกะตัน. Gigaton หนึ่งตัวมีค่าเท่ากับ 1.000.000.000.000 กิโลกรัม (หนึ่งล้านล้าน) ก็เพียงพอแล้วที่จะกระตุ้นความน่าจะเป็นของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่หากไม่มีอะไรทำเพื่อหยุดยั้งมัน นี่คือข้อสรุปที่ Rothman ได้มาถึงเมื่อพิจารณาถึงการรบกวนของคาร์บอนในช่วง 542 ล้านปีที่ผ่านมา
การใช้คณิตศาสตร์เพื่อทำนายอนาคต
En การวิเคราะห์ในช่วง 542 ล้านปีที่ผ่านมาสามารถสังเกตได้ 5 การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ เกิดขึ้น สิ่งหนึ่งที่พวกเขามีเหมือนกันคือการรบกวนจากคาร์บอนขนาดใหญ่ ส่งผลกระทบต่อทั้งมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศ นอกจากนี้ตามที่ระบุไว้การรบกวนเหล่านี้กินเวลานานหลายล้านปีทำให้สิ่งมีชีวิตหลายชนิดสูญพันธุ์ ในกรณีของสัตว์น้ำมีมากถึง 75%
ศาสตราจารย์ด้านธรณีฟิสิกส์ของ MIT ได้นำเสนอในวารสาร Science Advances ซึ่งเป็นสูตรทางคณิตศาสตร์ที่เขาได้จัดการเพื่อระบุธรณีประตูของภัยพิบัติ หากเกินเกณฑ์เหล่านั้น โอกาสที่จะสูญพันธุ์เป็นจำนวนมากมีมาก
ภาพสะท้อนในสมัยของเรา
เพื่อให้บรรลุข้อสรุปเหล่านี้ได้มีการศึกษาเหตุการณ์ไอโซโทป 31 เหตุการณ์ในช่วง 542 ล้านปีที่ผ่านมา อัตราวิกฤตของการรบกวนวัฏจักรคาร์บอนและขนาดของมันเชื่อมโยงกับขนาดของช่วงเวลาที่ความเป็นด่างของมหาสมุทรและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศปรับตัว นี่คือข้อ จำกัด ในการป้องกันการเป็นกรดของทั้งสอง
เมื่อเกินขีด จำกัด หนึ่งในสองข้อนี้พบว่ามีการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ตามมา. สำหรับการเปลี่ยนแปลงของวัฏจักรคาร์บอนที่เกิดขึ้นเป็นระยะเวลานานการสูญพันธุ์จะเกิดขึ้นหากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นในอัตราที่เร็วกว่าความสามารถของสื่อในการปรับตัว สิ่งที่สะท้อนถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในยุคของเรา ในกรณีที่ค่าคาร์บอนไดออกไซด์พุ่งสูงขึ้นและสภาพอากาศกำลังเปลี่ยนแปลงในอัตราที่รวดเร็วเกินไปโดยพูดตามช่วงเวลา
ในทางตรงกันข้ามสำหรับแรงกระแทกที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่สั้นลงอัตราการเปลี่ยนแปลงของวัฏจักรคาร์บอนไม่สำคัญ ณ จุดนี้สิ่งที่เกี่ยวข้องคือขนาดหรือขนาดของการเปลี่ยนแปลงซึ่งกำหนดความน่าจะเป็น
มาถึง 2100
รอ ธ แมนกล่าวว่าจะใช้เวลาประมาณ 10.000 ปีกว่าที่ปรากฏการณ์นี้จะพัฒนาเต็มที่ แต่เป็นไปได้มากที่เมื่อสถานการณ์มาถึงดาวเคราะห์จะเข้าสู่ดินแดนที่ไม่รู้จัก นั่นคือปัญหาจริงๆ “ ผมไม่อยากบอกว่าปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นในวันรุ่งขึ้น” เขากล่าวในแถลงการณ์ «ฉันกำลังบอกว่าถ้าไม่มีการควบคุม วัฏจักรคาร์บอนจะเคลื่อนเข้าสู่ดินแดนที่ไม่คงที่อีกต่อไป และมันจะทำงานในลักษณะที่ยากจะคาดเดา ในอดีตทางธรณีวิทยาพฤติกรรมประเภทนี้เกี่ยวข้องกับการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ '
ก่อนหน้านี้นักวิจัยได้ทำงานเกี่ยวกับการสูญพันธุ์ของ Permian ในช่วงปลายปี ยุคที่รุนแรงที่สุดในประวัติศาสตร์โลกที่มีสิ่งมีชีวิตมากกว่า 95% พบว่ามีการจับกลุ่มของคาร์บอนจำนวนมากเข้ามาเกี่ยวข้องอย่างมาก ตั้งแต่นั้นมาการสนทนากับเพื่อนและคนรอบข้างมากมายได้กระตุ้นให้เขาทำวิจัยนี้ จากที่นี่ในขณะที่ตัวเขาเองพูดว่า "ฉันนั่งลงในฤดูร้อนวันหนึ่งและพยายามคิดว่าจะมีใครศึกษาเรื่องนี้อย่างเป็นระบบได้อย่างไร" สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อหลายล้านปีก่อนโดยใช้เครื่องชั่งเวลาขนาดใหญ่ในบางสิ่งบางอย่างที่ดูเหมือนว่าจะครอบครองเพียงไม่กี่ศตวรรษในปัจจุบัน
โลกของเรามีความสมดุล ไม่ว่าจะเป็นอุณหภูมิสภาพอากาศมลพิษระดับคาร์บอน ฯลฯ ความสมดุลซึ่งเปลี่ยนแปลงเร็วกว่าที่เคยดูเหมือนจะถูกกระแทก ฉันจะหยุดได้ไหม และถ้าไม่เราจะอธิบายได้อย่างไรว่าเรายังไม่หยุดเขาและเห็นเขามาถึง