Что делает Землю идеальным местом для жизни?

О самой ближайшей к нам звездной системе недавно говорили все главные издания планеты: вокруг звезды Альфа Центавра B вращается планета, сравнимая по размерам с Землей. По астрономическим меркам эта планета находится очень близко от нас.

Несмотря на то, что по размерам эта планета соответствует Земле, она, скорее всего, совершенно бесплодна, сообщили исследователи.

Астрономы обнаружили экзопланету возле подобной Солнцу звезды Альфа Центавра B, которая является частью трехзвездной системы, расположенной всего в 4,3 световых годах от Солнечной системы. Эта планета, получившая имя Альфа Центавра Bb, по массе примерно соответствует Земле, однако ее поверхность, вероятно, покрыта слоем раскаленной породы, так как ее орбита в 25 раз ближе к звезде, чем орбита Земли по отношению к Солнцу.

"Мы практически уверены, что на этой планете у жизни нет никаких шансов", - сказала исследователь планет Сара Сигер (Sara Seager). Но что же позволяет нашей планете поддерживать жизнь? В чем наша Земля такая особенная?

Существует несколько компонентов, необходимых для существования жизни, по мнению ученых, однако споры по поводу того, какие ограничения могут в действительно быть у живых существ, пока не утихают. На Земле имеются некоторые особые виды, которые существуют и прекрасно себя чувствуют в самых, казалось бы, экстремальных и не пригодных для жизни условиях.

Вот какие компоненты необходимы планете, чтобы на ней могла возникнуть жизнь, по крайней мере, в нашем обычном представлении:

"Во-первых, вам нужна какая-то жидкая среда, в которой молекулы могут вступать в реакции", - говорит Сигер. В таком супе ингредиенты для зарождения жизни, к которой мы привыкли, такие как ДНК и белки, могут плавать и взаимодействовать друг с другом для того, чтобы имели место те реакции, которые требуются для жизни.

Самая распространенная жидкость на Земле, которая подходит для такого "раствора жизни" – вода. Вода – отличный растворитель, в котором могут растворяться многие вещества. У воды имеются особые свойства, например, в отличие от других жидкостей, превращаясь в твердое состояние - лед, она может оставаться на поверхности жидкой воды, то есть выступает в роли отличного изолирующего вещества, не позволяя замерзать остальным слоям. Если бы лед тонул в воде, все слои водоемов замерзали бы, делая химические реакции для существования жизни невозможными.

Астрономы, которые находятся в поисках внеземной жизни, чаще всего обращают внимание на планеты, которые находятся в так называемой обитаемой зоне, вращаясь вокруг своих родительских звезд. На таких орбитах планеты получают ровно столько звездного тепла, сколько требуется воде, чтобы она оставалась в жидком состоянии. Земля находится как раз в такой обитаемой зоне. Марс и Венера, ближайшие от Земли планеты, уже не попадают в эту зону. Если бы Земля была расположена хоть немного ближе или дальше по отношению к Солнцу, на ней, вероятно, никогда бы не возникла жизнь, здесь была бы такая же безжизненная пустыня, как на Марсе, либо Земля была бы такой туманной печкой, как Венера.

Конечно, инопланетная жизнь не обязательно играет по тем же правилам, что и земные обитатели.

Астробиологии все больше говорят о том, что следует смотреть дальше традиционных обитаемых зон. Например, в то время как жидкая вода в настоящее время не преобладает на поверхности Марса или Венеры, когда-то могло быть время, когда дело обстояло совсем иначе. В то время жизнь вполне могла развиться на этих планетах и либо переселилась в более безопасные места на этих планетах, например, ушла под землю, либо адаптировалась к более суровой среде, как это сделали организмы экстремофилы, живущие на Земле в экстремальных условиях. Либо и то, и другое.

В то же время жидкая среда других планет также может приютить жизнь. Например, на спутнике Сатурна Титане имеются метан и этан в жидком состоянии.

Второе, чего требуется жизни, это энергия. Без энергии практически ничто работать не будет. Самым очевидным источником энергии для планеты или спутника является родительская звезда. В случае с Землей солнечный свет запускает фотосинтез в растениях. Питательные вещества, в свою очередь, которые создаются в результате фотосинтеза, являются топливом, на которое прямо или косвенно рассчитывает практически все живое.

Бесконечное количество живых организмов на Земле, впрочем, существуют за счет других источников энергии, таких как химические вещества из глубоководных источников. На Земле нет недостатка в источниках энергии.

Ученые говорят, что обитаемым мирам требуются звезды, которые живут не менее нескольких миллиардов лет. Этого времени достаточно, чтобы на них эволюционировала жизнь.

Некоторые звезды живут всего несколько миллионов лет и умирают. Впрочем, жизнь может возникнуть сравнительно быстро, поэтому возраст в данном случае не так важен, считают ученые, однако возраст важен, если речь идет о сложных формах жизни.

Например, Земля появилась примерно 4,6 миллиардов лет назад. Самому старому известному организму около 3,5 миллиардов лет, то есть жизнь появилась через 1,1 миллиард или менее лет после возникновения планеты. Однако это были очень простые организмы. Чтобы на планете возникли сложные формы жизни, требуется куда больше времени. Первые многоклеточные организмы появились на Земле всего каких-то 600 миллионов лет назад. Благодаря тому, что нашу звезду Солнце можно назвать долгожителем, на планете было достаточно времени, чтобы эволюционировал человек.

Другие исследователи предполагают, что тектонические плиты крайне необходимы, чтобы в мире появилась жизнь. То есть поверхность планеты должна быть разбита на плиты, которые постоянно двигаются. Тектоника плит крайне важна для циркуляции молекул, необходимых для жизни.

Например, углекислый газ помогает удерживать тепло солнца, чтобы поверхность Земли оставалась теплой. Этот газ обычно накапливается в породах со временем, а это означает, что планета, в конце концов, замерзнет. Тектоника плит позволяет этим породам опускаться вниз, где они расплавляются, а расплавленная порода выпускает углекислый газ назад в атмосферу с помощью вулканов.

Среди других факторов, позволяющих жизни существовать на Земле, можно назвать небольшие колебания солнечной радиации по сравнению с более непостоянными звездами, а также магнитное поле, которое помогает защитить нас от любых бурь заряженных частиц, которые исходят от Солнца. Сильные вспышки радиации могли убить жизнь на самых ранних стадиях развития, когда она была слишком уязвимой.

Земля остается пока единственной известной планетой, на которой существует жизнь из-за уникальной комбинации всех важнейших факторов. Однако постоянное исследование чужих миров может когда-нибудь изменить ситуацию. Может быть, мы когда-нибудь сможем найти планету, которая имеет все подобные или совершенно новые атрибуты, позволяющие жизни существовать на ней.