ทำไมโลกจึงเป็นดาวเคราะห์ที่สมบูรณ์แบบสำหรับสิ่งมีชีวิต

เทคโนโลยี

นิตยสารมินิ

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

โลกมีระยะห่างจากดวงอาทิตย์ที่เหมาะสมที่สุดในการมีอยู่ของน้ำในสถานะของเหลวและอุณหภูมิปานกลาง เป็นแหล่งพลังงานสำหรับการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต และมีสนามแม่เหล็กป้องกัน

มีดาวเคราะห์บางดวงที่ถูกอธิบายว่า “คล้ายโลก” เพราะมีแรงโน้มถ่วงใกล้เคียงกัน อยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากพอจนอุ่นแต่ไม่ร้อนเกินไป และอาจมีน้ำในสถานะของเหลว แต่ในความเป็นจริง โลกยังมีคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมายที่ทำให้โลกเหมาะสมต่อการดำรงชีวิตเป็นอย่างยิ่ง

องค์ประกอบแรก

“อย่างแรกเลย คุณต้องมีของเหลวบางชนิด ตัวกลางที่โมเลกุลสามารถทำปฏิกิริยาได้” ซารา ซีเกอร์ นักวิทยาศาสตร์ ดาวเคราะห์ที่ MIT กล่าวกับ OurAmazingPlanet ของเหลวคือที่ที่ส่วนผสมเริ่มต้น เช่น ดีเอ็นเอและโปรตีน สามารถเคลื่อนที่และทำปฏิกิริยากันเอง ก่อให้เกิดปฏิกิริยาที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิต

และของเหลวที่มีแนวโน้มมากที่สุดและเป็นแหล่งกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกก็คือน้ำ น้ำเป็นตัวทำละลายที่ยอดเยี่ยมเพราะมันสามารถละลายสารหลายชนิดได้ นอกจากนี้ยังลอยน้ำได้เมื่อแข็งตัว ซึ่งแตกต่างจากของเหลวอื่นๆ และช่วยป้องกันไม่ให้ชั้นใต้ผิวแข็งตัวอีก

น้ำเหลวเป็นธาตุแรกที่สร้างเงื่อนไขให้สิ่งมีชีวิตบนโลก ภาพ: รอยเตอร์ส

โดยถือว่าน้ำจะจมลงเมื่อแข็งตัว ชั้นน้ำอีกชั้นหนึ่งบนพื้นผิวจะแข็งตัวต่อไปและจมลง และในที่สุดน้ำทั้งหมดก็จะแข็งตัว ทำให้ปฏิกิริยาเคมีที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตหยุดลง

นักดาราศาสตร์ที่ค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกมักมุ่งเน้นไปที่ดาวเคราะห์ใน “เขตอาศัยได้” รอบดาวฤกษ์แม่ ในเขตนี้ ดาวเคราะห์จะไม่ร้อนหรือเย็นเกินไป และอาจมีน้ำเหลวอยู่บนพื้นผิว

โลกเป็นตำแหน่ง "สีทอง" ทั่วไป อยู่ในเขตอาศัยได้รอบดวงอาทิตย์ หากวงโคจรของโลกอยู่ไกลออกไปหรือใกล้กว่านี้ ดาวเคราะห์ดวงนี้คงเป็นทะเลทรายเย็นเยียบเหมือนดาวอังคาร หรือเตาหลอมเหมือนดาวศุกร์ และสิ่งมีชีวิตก็จะไม่เกิดขึ้น

แน่นอนว่าสิ่งมีชีวิตต่างดาวอาจดำเนินไปตามกฎเกณฑ์ที่แตกต่างจากบนโลก นักชีววิทยาดาราศาสตร์จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ กำลังเสนอแนะว่าเราควรมองให้ไกลกว่าจุด “สีทอง” ที่มักพบเห็นกันทั่วไป เช่น น้ำเหลวไม่มีอยู่บนพื้นผิวของดาวอังคารหรือดาวศุกร์ แต่น้ำอาจเคยมีอยู่ครั้งหนึ่ง สิ่งมีชีวิตอาจวิวัฒนาการขึ้นมาในเวลานั้น แล้วอพยพไปยังสถานที่ที่ปลอดภัยกว่า เช่น ใต้ดิน หรือค่อยๆ ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมเมื่อดาวเคราะห์มีสภาพเป็นศัตรูมากขึ้น เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่นอกโลกบางชนิดบนโลก

โลกอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์แม่ของมัน ที่จะมีอุณหภูมิที่ไม่ร้อนหรือเย็นเกินไป ภาพ: รอยเตอร์

นอกจากนี้ ตัวทำละลายอื่นๆ อาจมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้ “ไททัน ดวงจันทร์ของดาวเสาร์มีมีเทนและอีเทนเหลว” ซีเกอร์กล่าว

คุณสมบัติเพิ่มเติมของโลก

ประการที่สอง ชีวิตต้องการพลังงาน แหล่งพลังงานที่ชัดเจนที่สุดคือดาวฤกษ์แม่ บนโลก แสงแดดเป็นตัวขับเคลื่อนการสังเคราะห์แสงของพืช ในทางกลับกัน สารอาหารที่เกิดจากการสังเคราะห์แสงก็เป็นเชื้อเพลิงให้กับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลก

อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตหลายชนิดบนโลกยังคงดำรงชีวิตอยู่ได้ด้วยแหล่งพลังงานอื่น เช่น สารเคมีจากปล่องน้ำพุร้อนใต้ทะเลลึก ดังนั้น พลังงานจึงไม่ขาดแคลนเท่าตัวทำละลาย

แม้จะมีองค์ประกอบครบถ้วนแล้ว ชีวิตก็ยังคงต้องการเวลา ดาวเคราะห์ต้องการดาวฤกษ์แม่ที่สามารถค้ำจุนชีวิต ให้ความร้อนและพลังงานได้อย่างน้อยหลายพันล้านปี ซึ่งนานพอที่ชีวิตจะวิวัฒนาการได้ ดังเช่นกรณีของโลก

ดาวฤกษ์บางดวงมีชีวิตอยู่เพียงไม่กี่ล้านปีก่อนที่จะดับสูญ “แต่ชีวิตสามารถเริ่มต้นได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นอายุของดาวฤกษ์จึงไม่สำคัญมากนัก” จิม แคสติง นักชีววิทยาดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียสเตตกล่าว ยกตัวอย่างเช่น โลกมีอายุประมาณ 4.6 พันล้านปี สิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่รู้จักปรากฏขึ้นบนโลกครั้งแรกเมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน ซึ่งหมายความว่าชีวิตได้วิวัฒนาการมาเป็นเวลา 1.1 พันล้านปีหรือน้อยกว่านั้น

ทาร์ดิเกรดหรือหมีน้ำ เป็นสิ่งมีชีวิตที่แสดงให้เห็นว่าชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้ภายใต้สภาวะที่เลวร้ายและรุนแรง ภาพ: Shutterstock

รูปแบบชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้นต้องใช้เวลา สัตว์หลายเซลล์กลุ่มแรกปรากฏขึ้นบนโลกเมื่อประมาณ 600 ล้านปีก่อน เนื่องจากทั้งดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์ดำรงอยู่มานานพอ สิ่งมีชีวิตระดับสูง รวมถึงมนุษย์ จึงมีเวลาในการวิวัฒนาการ

ยังมีรายละเอียดอื่นๆ ที่ส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก เช่น เสถียรภาพของการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์แม่ดวงอื่นๆ และสนามแม่เหล็กที่ปกป้องดาวเคราะห์จากพายุอนุภาคมีประจุจากดวงอาทิตย์ การแผ่รังสีอย่างรุนแรงจากดาวฤกษ์แม่อาจทำลายล้างสิ่งมีชีวิตที่เปราะบางในระยะเริ่มแรกได้

“แต่นักวิจัยกำลังทบทวนปัจจัยเหล่านี้และความสำคัญที่แท้จริงของมันอยู่ตลอดเวลา เราพยายามเปิดใจให้กว้างขึ้นและค้นหาพื้นที่สีเทาที่ชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้” ซีเกอร์กล่าว

โลกยังคงเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่ทราบว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่ เนื่องมาจากปัจจัยหลายอย่างที่ผสมผสานกัน อย่างไรก็ตาม สักวันหนึ่งมนุษย์อาจค้นพบดาวเคราะห์ดวงอื่นที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน หรือค้นพบวิธีการอื่นๆ ที่สิ่งมีชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้ในจักรวาล

คำถามใหญ่ - จักรวาล

หนังสือเล่มนี้กล่าวถึงประเด็นพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติในรูปแบบของการอภิปราย 20 คำถามเกี่ยวกับดาราศาสตร์และจักรวาล เช่น จักรวาลคืออะไร? จักรวาลมีขนาดใหญ่แค่ไหน? ทำไมดาวเคราะห์จึงโคจรรอบโลกตลอดเวลา?...

ฮวง นัม

จักรวาล โลก ชีวิต ดวงอาทิตย์ อุณหภูมิของน้ำ