لماذا الأرض هي الكوكب المثالي للحياة

[إعلان 1]

تكنولوجيا

مجلة صغيرة

الاثنين 1 مايو 2023 الساعة 16:41 (بتوقيت جرينتش+7)
16:41 5/1/2023

تتمتع الأرض بالمسافة المثالية من الشمس لتوفير الماء السائل ودرجة حرارة معتدلة ومصدر للطاقة لتطور الحياة والمجال المغناطيسي الواقي.

هناك كواكب تُوصف بأنها "شبيهة بالأرض" لتشابه جاذبيتها، وقربها من نجمها بما يكفي لتكون دافئة، لكن ليست شديدة الحرارة، وقد تحتوي على ماء سائل. لكن في الواقع، تمتلك الأرض أيضًا مجموعة من الخصائص الأخرى التي تجعلها مناسبة بشكل خاص للحياة.

العنصر الأول

قالت سارة سيجر، عالمة الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، لموقع OurAmazingPlanet : "أولًا، نحتاج إلى سائل، وسط تتفاعل فيه الجزيئات". السائل هو المكان الذي تسبح فيه المكونات الأولية، مثل الحمض النووي والبروتينات، وتتفاعل مع بعضها البعض، مُحدثةً التفاعلات التي تُؤدي إلى الحياة.

والسائل الأكثر واعدًا، ومصدر الحياة على الأرض، هو الماء. الماء مُذيب ممتاز لأنه يُذيب العديد من المواد. كما أنه يطفو عند تجمده، على عكس العديد من السوائل الأخرى، ويساعد على منع تجمد الطبقة السفلية.

كان الماء السائل أول عنصر خلق الظروف المناسبة للحياة على الأرض. الصورة: رويترز .

بافتراض أن الماء يغرق عندما يتجمد، فإن طبقة أخرى من الماء على السطح ستستمر في التجمد والغرق، وفي النهاية سوف يتجمد كل الماء، مما يوقف التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى ظهور الحياة.

عادةً ما يُركز علماء الفلك الباحثون عن حياة خارج كوكب الأرض على الكواكب الواقعة في "المنطقة الصالحة للسكن" حول نجومها المضيفة. في هذه المنطقة، لا تكون الكواكب شديدة الحرارة ولا شديدة البرودة، وقد يوجد ماء سائل على أسطحها.

الأرض موقعٌ مثاليٌّ "ذهبي"، إذ تقع في المنطقة الصالحة للحياة حول الشمس. لو كان مدار الأرض أبعد أو أقرب، لكانت صحراء باردة كالمريخ أو أتونًا كالزهرة، ولما ظهرت الحياة.

بالطبع، قد تسير الحياة الفضائية وفق قواعد مختلفة عن تلك الموجودة على الأرض. ويقترح عدد متزايد من علماء الأحياء الفلكية أن ننظر إلى ما وراء "البقع الذهبية" المعتادة. فعلى سبيل المثال، لا يوجد ماء سائل حاليًا على سطح المريخ أو الزهرة، ولكن ربما وُجد في وقت ما. ربما تطورت الحياة في ذلك الوقت، ثم لجأت إلى أماكن أكثر أمانًا، مثل باطن الأرض، أو تكيفت تدريجيًا مع البيئة مع ازدياد صعوبة الكوكب، كما حدث مع بعض الكائنات المُحبة للظروف المتطرفة على الأرض.

تتمتع الأرض بموقع مثالي بالنسبة لنجمها المضيف، حيث تتمتع بدرجة حرارة لا تكون شديدة الحرارة ولا شديدة البرودة. الصورة: رويترز .

بالإضافة إلى ذلك، قد تكون مذيبات أخرى موطنًا للحياة. يقول سيجر: "يحتوي قمر زحل، تيتان، على ميثان وإيثان سائلين".

الميزات الإضافية للأرض

ثانيًا، تتطلب الحياة طاقة. المصدر الأوضح للطاقة هو النجم المضيف. على الأرض، يُحفّز ضوء الشمس عملية البناء الضوئي في النباتات. بدورها، تُغذّي العناصر الغذائية الناتجة عن عملية البناء الضوئي جزءًا كبيرًا من الحياة على الأرض.

ومع ذلك، فإن العديد من الكائنات الحية على الأرض تعيش أيضًا على مصادر طاقة أخرى، مثل المواد الكيميائية من فتحات المياه الحرارية في أعماق البحار، وبالتالي فإن الطاقة ليست نادرة مثل المذيبات.

مع توافر جميع المقومات، لا تزال الحياة بحاجة إلى وقت. تحتاج الكواكب إلى نجوم مضيفة قادرة على دعم الحياة، وتوفير الحرارة والطاقة لبضعة مليارات من السنين على الأقل، وهي مدة كافية لتطور الحياة، كما هو الحال مع الأرض.

بعض النجوم لا تعيش سوى بضعة ملايين من السنين قبل أن تموت. يقول جيم كاستينغ، عالم الأحياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا: "لكن الحياة قد تبدأ بسرعة كبيرة، لذا لا يُهم عمر النجم كثيرًا". على سبيل المثال، يبلغ عمر الأرض حوالي 4.6 مليار سنة. ظهرت أقدم الكائنات الحية المعروفة على الأرض منذ حوالي 3.5 مليار سنة، مما يعني أن الحياة تتطور منذ 1.1 مليار سنة أو أقل.

دب الماء، أو بطيء الخطو، هو كائن يُظهر أن الحياة يمكن أن تتشكل في ظروف قاسية ومتطرفة. الصورة: Shutterstock .

استغرقت أشكال الحياة الأكثر تعقيدًا وقتًا. لم تظهر أول الحيوانات متعددة الخلايا على الأرض إلا منذ حوالي 600 مليون سنة. ولأن كوكب الأرض والشمس موجودان منذ زمن طويل، فقد أتيحت لأشكال الحياة الأعلى، بما فيها الإنسان، الوقت الكافي للتطور.

هناك تفاصيل أخرى ساهمت في الحياة على الأرض، مثل استقرار إشعاع الشمس مقارنةً بالنجوم المضيفة الأخرى، والمجال المغناطيسي الذي يحمي الكوكب من عواصف الجسيمات المشحونة من الشمس. ربما تكون الانفجارات الإشعاعية العنيفة للنجم المضيف قد قضت على حياة هشة في مراحلها الأولى.

لكن الباحثين يعيدون النظر باستمرار في هذه العوامل وأهميتها الحقيقية. ونحاول أن نكون أكثر انفتاحًا ونكتشف المناطق الرمادية التي قد تنشأ فيها الحياة، كما قال سيجر.

لا تزال الأرض الكوكب الوحيد المعروف الذي يدعم الحياة، بفضل مجموعة فريدة من العوامل. ومع ذلك، قد يكتشف البشر يومًا ما كواكب أخرى ذات خصائص مماثلة، أو يكتشفون طرقًا أخرى لنشوء الحياة في الكون.

أسئلة كبيرة - الكون

يتناول الكتاب قضايا جوهرية في العلوم الطبيعية، من خلال مناقشة عشرين سؤالاً حول علم الفلك والكون، مثل: ما هو الكون؟ ما حجم الكون؟ لماذا تدور الكواكب دائماً؟...

هوانغ نام

الكون الأرض الحياة الشمس الماء درجة الحرارة