Почему Земля — идеальная планета для жизни

Технология

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 «землеподобные», поскольку обладают схожей гравитацией, находятся достаточно близко к своей звезде, чтобы быть тёплыми, но не слишком горячими, и могут иметь жидкую воду. Но на самом деле Земля обладает и множеством других характеристик, делающих её особенно подходящей для жизни.

Первый элемент

«Во-первых, нужна какая-то жидкость, среда, в которой молекулы могут реагировать», — рассказала OurAmazingPlanet Сара Сигер, планетолог из Массачусетского технологического института. Именно в этой жидкости исходные ингредиенты, такие как ДНК и белки, могут плавать и взаимодействовать друг с другом, осуществляя реакции, которые создают жизнь.

Самая перспективная жидкость и источник жизни на Земле — это вода. Вода — отличный растворитель, поскольку растворяет многие вещества. Кроме того, в отличие от многих других жидкостей, она плавает при замерзании и помогает предотвратить дальнейшее замерзание нижележащего слоя.

Жидкая вода была первым элементом, создавшим условия для жизни на Земле. Фото: Reuters .

Если предположить, что вода тонет при замерзании, то другой слой воды на поверхности продолжит замерзать и тонуть, и в конце концов вся вода замерзнет, остановив химические реакции, дающие начало жизни.

Астрономы, ищущие внеземную жизнь, обычно сосредотачиваются на планетах в «зоне обитаемости» вокруг их звёзд. В этой зоне планеты не слишком горячие и не слишком холодные, и на их поверхности может существовать жидкая вода.

Земля — типичное «золотое» место, расположенное в обитаемой зоне вокруг Солнца. Если бы орбита Земли была чуть дальше или ближе, планета превратилась бы в холодную пустыню, как Марс, или в раскалённую печь, как Венера, и жизнь бы не зародилась.

Конечно, инопланетная жизнь может развиваться по иным правилам, чем земная. Всё больше астробиологов предлагают нам искать дальше привычных «золотых» пятен. Например, на поверхности Марса или Венеры в настоящее время нет жидкой воды, но она могла существовать когда-то. Жизнь могла эволюционировать в то время, а затем переместиться в более безопасные места, например, под землю, или постепенно адаптироваться к окружающей среде по мере того, как планета становилась всё более враждебной, как это делают некоторые экстремофилы на Земле.

Земля находится в идеальном положении относительно своей звезды, чтобы поддерживать температуру не слишком высокую и не слишком низкую. Фото: Reuters .

Кроме того, жизнь может существовать и в других растворителях. «На спутнике Сатурна, Титане, есть жидкие метан и этан», — говорит Сигер.

Дополнительные характеристики Земли

Во-вторых, для жизни нужна энергия. Наиболее очевидным источником энергии является звезда. На Земле солнечный свет стимулирует фотосинтез растений. В свою очередь, питательные вещества, вырабатываемые в процессе фотосинтеза, обеспечивают большую часть 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 редка, как растворители.

Несмотря на наличие всех необходимых компонентов, жизни всё равно нужно время. Планетам нужны звёзды, способные поддерживать жизнь, обеспечивая её теплом и энергией как минимум несколько миллиардов лет – достаточно долго для развития жизни, как это происходит на Земле.

Некоторые звёзды живут всего несколько миллионов лет, прежде чем погибнуть. «Но жизнь может зародиться очень быстро, поэтому возраст звезды не имеет большого значения», — говорит Джим Кастинг, астробиолог из Университета штата Пенсильвания. Например, Земле около 4,6 миллиарда лет. Древнейшие известные организмы появились на Земле около 3,5 миллиарда лет назад, то есть жизнь развивается уже 1,1 миллиарда лет или меньше.

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

Появление более сложных форм жизни потребовало 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 эволюции.

Существуют и другие факторы, способствовавшие возникновению жизни на Земле, такие как стабильность излучения Солнца по сравнению с другими звёздами и магнитное поле, защищающее планету от бурь заряженных частиц, исходящих от Солнца. Мощные выбросы радиации этой звезды могли уничтожить хрупкую жизнь на ранних стадиях её развития.

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

Земля остаётся единственной известной планетой, пригодной для жизни благодаря уникальному сочетанию факторов. Однако однажды люди могут обнаружить другие планеты с похожими свойствами или открыть иные способы возникновения жизни во Вселенной.

Большие вопросы - Вселенная

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

Хоанг Нам

Вселенная Земля Жизнь Солнце Температура воды