เพราะเหตุใดโลกจึงเป็นดาวเคราะห์ที่สมบูรณ์แบบสำหรับสิ่งมีชีวิต

เทคโนโลยี

นิตยสารมินิ

วันจันทร์ที่ 1 พฤษภาคม 2566 16:41 น. (GMT+7)
16:41 1/5/2023

โลกมีระยะห่างจากดวงอาทิตย์ที่เหมาะสมในการมีน้ำของเหลวและอุณหภูมิปานกลาง แหล่งพลังงานสำหรับการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต และมีสนามแม่เหล็กป้องกัน

มีดาวเคราะห์ที่ได้รับการอธิบายว่าเป็น "ดาวเคราะห์คล้ายโลก" เพราะมีแรงโน้มถ่วงคล้ายกัน อยู่ห่างจากดาวฤกษ์แม่ใกล้เคียงระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ เพื่อรักษาความอบอุ่นแต่ไม่ร้อนเกินไป และอาจมีน้ำในสถานะของเหลวด้วย แต่ในความเป็นจริงแล้ว โลกยังมีคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมายที่ทำให้โลกเหมาะสมกับการดำรงชีวิตเป็นอย่างยิ่ง

องค์ประกอบแรก

“ขั้นแรก คุณต้องมีของเหลวบางชนิด ซึ่งเป็นตัวกลางที่โมเลกุลสามารถทำปฏิกิริยาได้” ซารา ซีเกอร์ นักวิทยาศาสตร์ ด้านดาวเคราะห์จาก MIT กล่าวกับ OurAmazingPlanet ของเหลวคือแหล่งที่ส่วนผสมเริ่มต้น เช่น DNA และโปรตีน สามารถเคลื่อนที่และโต้ตอบกัน ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่สร้างสิ่งมีชีวิตขึ้นมา

และของเหลวที่มีศักยภาพมากที่สุดและเป็นแหล่งที่มาของสิ่งมีชีวิตบนโลกก็คือน้ำ น้ำเป็นตัวทำละลายที่ยอดเยี่ยมเนื่องจากความสามารถในการละลายสารหลายชนิด นอกจากนี้ยังลอยน้ำได้เมื่อถูกแช่แข็ง ซึ่งแตกต่างจากของเหลวอื่นๆ และยังช่วยป้องกันไม่ให้ชั้นล่างแข็งตัวต่อไปอีกด้วย

น้ำเหลวเป็นธาตุแรกที่ทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกเกิดขึ้นได้ ภาพ : Reuters .

โดยถือว่าน้ำจะจมลงเมื่อแข็งตัว น้ำอีกชั้นหนึ่งบนพื้นผิวก็จะแข็งตัวและจมลงเรื่อยๆ และในที่สุดน้ำทั้งหมดก็จะแข็งตัว ทำให้ปฏิกิริยาเคมีที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตหยุดลง

นักดาราศาสตร์ที่ค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกส่วนใหญ่เน้นไปที่ดาวเคราะห์ที่ตั้งอยู่ใน "เขตอยู่อาศัยได้" รอบดาวฤกษ์แม่ของพวกมัน ในเขตนี้ ดาวเคราะห์จะไม่ร้อนหรือเย็นเกินไป และอาจมีน้ำเหลวอยู่บนพื้นผิวได้

โลกอยู่ในตำแหน่ง "ทองคำ" ทั่วไป โดยตั้งอยู่ในเขตอยู่อาศัยได้รอบดวงอาทิตย์ หากวงโคจรของโลกอยู่ไกลออกไปหรือใกล้กว่านี้ โลกก็จะเป็นเพียงทะเลทรายอันหนาวเย็นเหมือนดาวอังคารหรือเตาเผาเหมือนดาวศุกร์ และสิ่งมีชีวิตก็คงไม่เกิดขึ้น

แน่นอนว่าชีวิตต่างดาวอาจมีกฎเกณฑ์ที่แตกต่างจากชีวิตบนโลก นักชีวดาราศาสตร์จำนวนเพิ่มมากขึ้นเสนอแนะให้มองไกลออกไปนอกตำแหน่ง "ทองคำ" ตามปกติ ตัวอย่างเช่น น้ำเหลวยังไม่มีอยู่บนพื้นผิวดาวอังคารหรือดาวศุกร์ แต่ครั้งหนึ่งอาจเคยมีอยู่ก็ได้ ชีวิตอาจมีวิวัฒนาการในช่วงเวลานั้น และอพยพไปสู่สถานที่ที่ปลอดภัยกว่า เช่น ใต้ดิน หรือค่อยๆ ปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมเมื่อโลกกลายเป็นสถานที่ที่ไม่น่าอยู่อาศัยอีกต่อไป เช่นเดียวกับผู้ที่ใช้ชีวิตสุดขั้วบางส่วนบนโลก

โลกตั้งอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดเมื่อเทียบกับดวงดาวแม่ของมัน นั่นคือไม่ร้อนหรือหนาวเกินไป ภาพ : Reuters .

นอกจากนี้ตัวทำละลายอื่น ๆ อาจมีสิ่งมีชีวิตอยู่ด้วย “ไททัน ดวงจันทร์ของดาวเสาร์มีมีเทนและอีเทนเหลว” ซีเกอร์กล่าว

คุณสมบัติเพิ่มเติมของโลก

ประการที่สอง ชีวิตต้องใช้พลังงาน แหล่งพลังงานที่ชัดเจนที่สุดคือดาวฤกษ์แม่ บนโลกแสงแดดส่งเสริมการสังเคราะห์แสงในพืช สารอาหารที่สร้างขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสงจะช่วยเติมเชื้อเพลิงให้กับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลก

อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตหลายชนิดบนโลกยังคงดำรงชีวิตอยู่ได้ด้วยแหล่งพลังงานอื่น เช่น สารเคมีจากปล่องน้ำพุร้อนใต้ท้องทะเลลึก ดังนั้น พลังงานจึงไม่ขาดแคลนเท่าตัวทำละลาย

เมื่อมีส่วนผสมครบถ้วน ชีวิตก็ยังคงต้องใช้เวลา ดาวเคราะห์ต้องการดาวฤกษ์แม่ที่สามารถดำรงอยู่ได้โดยให้ความร้อนและพลังงานได้อย่างน้อยหลายพันล้านปี ซึ่งเพียงพอให้ชีวิตสามารถวิวัฒนาการได้ ดังเช่นกรณีของโลก

ดาวบางดวงมีชีวิตอยู่เพียงไม่กี่ล้านปีก่อนที่จะตายไป “อย่างไรก็ตาม ชีวิตสามารถเริ่มต้นได้อย่างรวดเร็วมาก ดังนั้นอายุของดวงดาวจึงไม่สำคัญนัก” จิม แคสติ้ง นักโหราชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนีย กล่าว ตัวอย่างเช่น โลกมีอายุประมาณ 4,600 ล้านปี สิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่รู้จักปรากฏตัวครั้งแรกบนโลกเมื่อประมาณ 3,500 ล้านปีก่อน ซึ่งหมายความว่าชีวิตได้วิวัฒนาการมาเป็นเวลา 1,100 ล้านปีหรือน้อยกว่านั้น

ทาร์ดิเกรดหรือหมีน้ำเป็นสิ่งมีชีวิตที่แสดงให้เห็นว่าชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้สภาวะที่เลวร้ายและรุนแรงมาก ภาพ: Shutterstock

รูปแบบชีวิตที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นยังคงต้องใช้เวลาอีกนาน จนกระทั่งเมื่อประมาณ 600 ล้านปีก่อน สัตว์หลายเซลล์ตัวแรกปรากฏตัวบนโลก เนื่องจากทั้งดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์มีอยู่มานานพอแล้ว สิ่งมีชีวิตระดับสูงต่างๆ รวมถึงมนุษย์ จึงมีเวลาในการวิวัฒนาการ

ยังมีรายละเอียดอื่นๆ ที่มีส่วนสนับสนุนต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก เช่น เสถียรภาพของรังสีดวงอาทิตย์เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ดวงอื่น และสนามแม่เหล็กที่ปกป้องดาวเคราะห์จากพายุอนุภาคมีประจุจากดวงอาทิตย์ รังสีอันรุนแรงของดาวฤกษ์แม่อาจทำลายชีวิตอันเปราะบางในช่วงเริ่มแรกได้

“แต่บรรดานักวิจัยยังคงทบทวนปัจจัยเหล่านี้และความสำคัญที่แท้จริงของมันอยู่เสมอ เราพยายามที่จะเปิดใจให้กว้างขึ้นและค้นหาพื้นที่สีเทาที่ชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้” ซีเกอร์กล่าว

โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่มีสิ่งมีชีวิต เนื่องมาจากปัจจัยหลายประการที่รวมกันเป็นเอกลักษณ์ อย่างไรก็ตาม สักวันหนึ่งมนุษย์อาจค้นพบดาวเคราะห์ดวงอื่นที่มีคุณสมบัติคล้ายกันหรือค้นพบวิธีอื่นในการดำรงชีวิตในจักรวาลได้

คำถามใหญ่ - จักรวาล

หนังสือเล่มนี้จะกล่าวถึงประเด็นพื้นฐานในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติในรูปแบบของการอภิปรายคำถาม 20 ข้อเกี่ยวกับดาราศาสตร์และจักรวาล เช่น จักรวาลคืออะไร? จักรวาลมีขนาดใหญ่ขนาดไหน? ทำไมดาวเคราะห์ถึงโคจรรอบตลอดเวลา?...

ฮวง นัม

จักรวาล โลก ชีวิต ดวงอาทิตย์ น้ำ อุณหภูมิ