Почему Земля — идеальная планета для жизни

Технологии

Мини-журнал

Понедельник, 1 мая 2023 г. 16:41 (GMT+7)
16:41 01.05.2023

Земля находится на оптимальном расстоянии от Солнца, где есть жидкая вода, умеренная температура, источник энергии для развития жизни и защитное магнитное поле.

Существуют планеты, которые описываются как «похожие на Землю», поскольку они имеют схожую гравитацию, находятся на расстоянии от своей звезды, аналогичном расстоянию Земли от Солнца, что позволяет им оставаться теплыми, но не слишком горячими, и могут иметь жидкую воду. Но на самом деле у Земли есть и множество других особенностей, которые делают ее особенно подходящей для жизни.

Первый элемент

«Во-первых, вам нужна какая-то жидкость, среда, в которой молекулы могут реагировать», — рассказала OurAmazingPlanet Сара Сигер, планетолог из Массачусетского технологического института. Жидкость — это место, где исходные ингредиенты, такие как ДНК и белки, могут плавать и взаимодействовать друг с другом, осуществляя реакции, создающие жизнь.

А самая потенциальная жидкость и источник жизни на Земле — это вода. Вода является прекрасным растворителем благодаря своей способности растворять многие вещества. В отличие от многих других жидкостей, при замерзании он также плавает и помогает предотвратить дальнейшее замерзание нижележащего слоя.

Жидкая вода была первым элементом, сделавшим возможным возникновение жизни на Земле. Фото: Рейтер .

Если предположить, что вода тонет при замерзании, то другой слой воды на поверхности продолжит замерзать и тонуть, и в конечном итоге вся вода замерзнет, остановив химические реакции, которые приводят к возникновению жизни.

Астрономы, ищущие внеземную жизнь, обычно сосредотачиваются на планетах, расположенных в «зоне обитания» вокруг своих звезд. В этой зоне планеты не будут ни слишком горячими, ни слишком холодными, и на их поверхности может существовать жидкая вода.

Земля типична для «золотого» положения, она расположена в обитаемой зоне вокруг Солнца. Если бы орбита Земли была дальше или ближе, планета была бы холодной пустыней, как Марс, или раскаленной печью, как Венера, и жизнь не возникла бы.

Конечно, инопланетная жизнь может подчиняться иным правилам, чем земная. Все большее число астробиологов предлагают выйти за рамки обычных «золотых» позиций. Например, на поверхности Марса или Венеры в настоящее время нет жидкой воды, но когда-то она могла существовать. Жизнь могла эволюционировать в то время, а затем переместиться в более безопасные места, например, под землю, или постепенно адаптироваться к окружающей среде, поскольку планета становилась все более негостеприимной, как это сделали некоторые экстремофилы на Земле.

Земля расположена в идеальном положении относительно своей звезды, поэтому на ней не слишком жарко и не слишком холодно. Фото: Рейтер .

Кроме того, другие растворители могут содержать жизнь. «На спутнике Сатурна Титане есть жидкий метан и этан», — сказал Сигер.

Дополнительные характеристики Земли

Во-вторых, для жизни нужна энергия. Наиболее очевидным источником энергии является звезда-хозяин. На Земле солнечный свет стимулирует фотосинтез в растениях. Питательные вещества, вырабатываемые в процессе фотосинтеза, затем служат топливом для большей части жизни на Земле.

Однако многие организмы на Земле также выживают за счет других источников энергии, таких как химические вещества из глубоководных гидротермальных источников, поэтому энергия не так дефицитна, как растворители.

При наличии всех этих ингредиентов жизнь продолжает отнимать время. Планетам нужны звезды, способные жить и обеспечивать теплом и энергией по крайней мере несколько миллиардов лет — достаточно долго для развития жизни, как в случае с Землей.

Некоторые звезды живут всего несколько миллионов лет, прежде чем умирают. «Однако жизнь может зародиться очень быстро, поэтому возраст звезды не так уж важен», — сказал Джим Кастинг, астробиолог из Университета штата Пенсильвания. Например, возраст Земли составляет около 4,6 миллиарда лет. Древнейшие известные организмы впервые появились на Земле около 3,5 миллиарда лет назад, что означает, что жизнь развивалась в течение 1,1 миллиарда лет или меньше.

Тихоходка, или водяной медведь, — существо, которое доказывает, что жизнь может формироваться в суровых и экстремальных условиях. Фото: Shutterstock .

Более сложным формам жизни потребуется еще много времени. Первые многоклеточные животные появились на Земле лишь около 600 миллионов лет назад. Поскольку и планета, и Солнце существуют достаточно долго, у высших форм жизни, включая человека, было время для развития.

Существуют и другие детали, которые способствовали возникновению жизни на Земле, такие как стабильность излучения Солнца по сравнению с другими звездами-хозяевами и магнитное поле, которое защищает планету от штормов заряженных частиц, исходящих от Солнца. Мощные выбросы радиации звезды-хозяина могут уничтожить хрупкую жизнь на ранних стадиях ее развития.

«Но исследователи постоянно переосмысливают эти факторы и их истинную значимость. Мы пытаемся быть более открытыми и находить серые зоны, где может зародиться жизнь», — сказал Сигер.

Земля остается единственной планетой, на которой, как известно, есть жизнь, благодаря уникальному сочетанию факторов. Однако однажды люди могут найти другие планеты с похожими свойствами или найти другие способы возникновения жизни во Вселенной.

Большие вопросы - Вселенная

В книге рассматриваются фундаментальные проблемы естествознания в форме обсуждения 20 вопросов об астрономии и Вселенной, таких как: Что такое Вселенная? Насколько велика Вселенная? Почему планеты всегда вращаются по орбитам?...

Хоанг Нам

вселенная земля жизнь солнце вода температура