Какой была бы Земля, если бы жизнь никогда не возникла: ученые
Представьте себе Землю, на которой никогда не было ни бактерий, ни растений, ни тем более людей. Превратилась бы она в безжизненное и высохшее подобие Марса или Венеры? А вот и нет. Международная группа астробиологов и геофизиков создала уникальную компьютерную модель «пустой» Земли и пришла к поразительному выводу: даже без единого живого организма наша планета способна миллиарды лет сохранять стабильный климат и жидкие океаны. Жизнь вовсе не обязательна для того, чтобы планета оставалась пригодной для жизни.
Это открытие, опубликованное в The Planetary Science Journal в преддверии проектирования новых космических супертелескопов, серьезно меняет правила игры в поиске внеземных цивилизаций.
Крах гипотезы Геи?
Долгое время среди ученых и любителей науки была популярна так называемая «гипотеза Геи», предложенная экологом Джеймсом Лавлоком в 1970-х годах. Согласно этой теории, Земля — это своего рода суперорганизм, где биосфера, все живое, активно управляет окружающей средой, регулируя температуру и состав атмосферы, чтобы поддерживать комфортные условия для собственного выживания.
Новое исследование бросает вызов этому утверждению. Ученые создали модель «целой планеты» — whole-planet modeling. Вместо того чтобы изучать только воздух или только геологию, они впервые напрямую связали в одну математическую систему эволюцию ядра, мантии, коры и атмосферы. Программу запустили вглубь времен — на отрезок от 50 миллионов до 5 миллиардов лет развития Земли. Главное условие симуляции: биологии на планете нет.
Секрет в тектонике плит
Как же «мертвая» планета смогла не замерзнуть и не превратиться в адскую теплицу? Спасением оказалась сложная внутренняя динамика Земли, спроектированная моделью:
- Углеродный цикл и вулканы: Вулканы выбрасывают в атмосферу углекислый газ, создавая парниковый эффект и согревая планету. Но если газа становится слишком много, планета перегревается.
- Тектоника плит: В безжизненной модели движение литосферных плит, материков, не прекратилось. На границах плит излишки углерода уходили обратно в мантию. Этот чисто геологический термостат прекрасно сработал сам по себе.
- Магнитный щит: Постепенное остывание железного ядра планеты поддерживало работу «геодинамо» — механизма, создающего магнитное поле. Именно этот щит защищал атмосферу безжизненной Земли от сдувания яростным солнечным ветром.
В результате пустая Земля «возрастом» 4,5 миллиарда лет успешно воспроизвела 19 ключевых геофизических параметров реальной доиндустриальной Земли. На ее поверхности плескалась вода, а температура оставалась стабильной.
Зачем это астрономам будущего?
Результаты моделирования важны для работы грядущего флагманского космического телескопа NASA — Habitable Worlds Observatory, HWO. Этот прибор нового поколения, запуск которого планируется в ближайшие десятилетия, будет напрямую фотографировать и изучать каменные экзопланеты у далеких звезд в поисках жизни.
Поскольку исследование доказало, что пустая планета может выглядеть точь-в-точь как обитаемая, астрономам был необходим «абиотический эталон» (abiotic baseline) — паспорт планеты, пригодной для жизни, но не имеющей биосферы. Созданная учеными модель как раз сгенерировала такой теоретический спектр отраженного света. Теперь, когда телескоп HWO поймает в объектив очередную «бледную голубую точку», ученые смогут сравнить ее показатели с этим эталоном. Если в атмосфере чужого мира обнаружатся газы или аномалии, которые чистая геология объяснить не может, — это станет возможным доказательством существования инопланетной жизни.
