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 تم وصفها بأنها "تشبه الأرض" لأنها تمتلك جاذبية مماثلة، وتقع على مسافة من نجمها المضيف مماثلة لبعد الأرض عن الشمس لإبقائها دافئة ولكن ليست ساخنة جدًا، وقد تحتوي على ماء سائل. لكن في الواقع، تمتلك الأرض أيضًا مجموعة من الميزات الأخرى التي تجعلها مناسبة بشكل خاص للحياة.

العنصر الأول

"أولاً، تحتاج إلى نوع من السائل، وهو وسط يمكن للجزيئات أن تتفاعل فيه،" هذا ما قالته سارة سيجر، عالمة الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، لموقع OurAmazingPlanet . السائل هو المكان الذي يمكن للمكونات الأولية، مثل الحمض النووي والبروتينات، أن تسبح وتتفاعل مع بعضها البعض، وتقوم بالتفاعلات التي تخلق الحياة.

والسائل الأكثر احتمالاً، ومصدر الحياة على الأرض، هو الماء. يعتبر الماء مذيبًا ممتازًا بسبب قدرته على إذابة العديد من المواد. كما أنه يطفو عند تجميده، على عكس العديد من السوائل الأخرى، ويساعد في منع الطبقة الموجودة أسفله من التجمد أكثر.

كان الماء السائل هو العنصر الأول الذي مكّن الحياة 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.

يركز علماء الفلك الباحثون عن حياة خارج كوكب الأرض عادة على الكواكب الواقعة في "المنطقة الصالحة للسكن" حول نجومها المضيفة. في هذه المنطقة، لن تكون الكواكب شديدة الحرارة ولا شديدة البرودة، وقد يوجد الماء السائل على سطحها.

تتمتع الأرض بموقع نموذجي "الذهبي"، إذ تقع في المنطقة الصالحة للسكن حول الشمس. لو كان مدار الأرض أبعد أو أقرب، لكان الكوكب عبارة عن صحراء باردة مثل المريخ أو فرن مثل الزهرة، ولن تنشأ الحياة.

وبطبيعة الحال، قد تتبع الحياة الفضائية قواعد مختلفة عن تلك الموجودة على الأرض. يقترح عدد متزايد من علماء الأحياء الفلكية النظر إلى ما هو أبعد من المواقف "الذهبية" المعتادة. على سبيل المثال، لا يوجد ماء سائل حاليًا على سطح المريخ أو الزهرة، ولكن ربما كان موجودًا في وقت ما. ربما تطورت الحياة في ذلك الوقت، ثم هربت إلى أماكن أكثر أمانًا، مثل تحت الأرض، أو تكيفت تدريجيًا مع البيئة عندما أصبح الكوكب أقل ملاءمة للعيش، كما حدث مع بعض الكائنات المتطرفة على الأرض.

تقع الأرض في موقع مثالي بالنسبة لنجمها المضيف بحيث أنها ليست ساخنة جدًا ولا باردة جدًا. الصورة: رويترز .

بالإضافة إلى ذلك، قد تحتوي المذيبات الأخرى على حياة. وقال سيجر "إن قمر زحل تيتان يحتوي على الميثان والإيثان السائلين".

الميزات الإضافية للأرض

ثانياً، الحياة تحتاج إلى طاقة. المصدر الأكثر وضوحا للطاقة هو النجم المضيف. على الأرض، يعمل ضوء الشمس على تعزيز عملية التمثيل الضوئي في النباتات. إن العناصر الغذائية التي تنتجها عملية التمثيل الضوئي هي التي تشكل الوقود لمعظم أشكال 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 كافة المكونات، تستمر الحياة في أخذ الوقت. تحتاج الكواكب إلى نجوم مضيفة يمكنها العيش، وتوفير الحرارة والطاقة لمدة لا تقل عن بضعة مليارات من السنين، وهي فترة كافية لتطور الحياة، كما هو الحال مع الأرض.

تعيش بعض النجوم بضعة ملايين من السنين فقط قبل أن تموت. "ومع ذلك، يمكن للحياة أن تبدأ بسرعة كبيرة، وبالتالي فإن عمر النجم ليس مهمًا للغاية"، كما قال جيم كاستينج، عالم الأحياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا. على سبيل المثال، يبلغ عمر الأرض حوالي 4.6 مليار سنة. ظهرت أقدم الكائنات الحية المعروفة على الأرض لأول مرة منذ حوالي 3.5 مليار سنة، مما يعني أن الحياة تطورت لمدة 1.1 مليار سنة أو أقل.

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

تحتاج أشكال الحياة الأكثر تعقيدًا إلى وقت طويل. ولم تظهر الحيوانات متعددة الخلايا على الأرض إلا منذ حوالي 600 مليون سنة. وبما أن كل من الكوكب والشمس كانا موجودين منذ فترة طويلة، فإن أشكال الحياة الأعلى، بما في ذلك البشر، كان لديها الوقت الكافي للتطور.

هناك تفاصيل أخرى ساهمت في الحياة على الأرض، مثل استقرار إشعاع الشمس مقارنة بالنجوم المضيفة الأخرى، والمجال المغناطيسي الذي يحمي الكوكب من عواصف الجسيمات المشحونة من الشمس. يمكن للانفجارات الإشعاعية العنيفة للنجم المضيف أن تمحو حياة هشة في مراحلها المبكرة.

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.

تظل الأرض الكوكب الوحيد المعروف بوجود الحياة عليه، وذلك بسبب مجموعة فريدة من العوامل. ومع ذلك، قد يتمكن البشر يومًا ما من العثور على كواكب أخرى ذات خصائص مماثلة أو اكتشاف طرق أخرى يمكن من خلالها نشوء الحياة في الكون.

أسئلة كبيرة - الكون

يتناول الكتاب قضايا أساسية في العلوم الطبيعية، وذلك من خلال مناقشة عشرين سؤالاً حول علم الفلك والكون مثل: ما هو الكون؟ ما هو حجم الكون؟ لماذا تدور الكواكب دائما حول بعضها؟

هوانغ نام

الكون الأرض الحياة الشمس الماء درجة الحرارة