Мы здесь случайно? Похоже, что жизнь на Земле — невероятная удача

Профессор Тоби Тиррелл из Саутгемптонского университета, используя компьютерную программу, предназначенную для моделирования эволюции климата, решил исследовать вопрос о вероятности возникновения жизни на Земле.

Тиррелл сгенерировал случайным образом стартовые условия 100 000 планет. Каждая получила случайный набор климатических обратных связей — процессов, способных усиливать или тормозить изменения климата, таких, к примеру, как извержение вулканов или таяние морского льда, которое уменьшает коэффициент отражения солнечных лучей, что, в свою очередь, вызывает еще большее потепление и большее таяние.

Затем ученый смоделировал по 100 вариантов развития каждой планеты в зависимости от значимых случайных факторов. В каждом из них планета стартовала с разной начальной температурой и подвергалась случайно разному набору климатических явлений. В каждом из 10 миллионов вариантов развития температура планеты отслеживалась до тех пор, пока она не становилась слишком горячей, или слишком холодной для любой жизни, или оставалась в пригодном для жизни диапазоне температур 3 миллиарда лет.

Барьер в 3 миллиарда лет был принят за минимальный отрезок времени, необходимый для появления разумной жизни, исходя из земного опыта. На Земле для появления Homo sapiens потребовалось 3-4 млрд. лет, и если бы климат за это время полностью рухнул хотя бы однажды, жизнь на земле обнулилась бы и все пришлось бы начинать сначала. Иными словами, нас бы здесь не было.

Результаты моделирования показали, что только одна из 100 000 смоделированных планет имела набор стабилизирующих обратных связей, позволивших ей оставаться пригодной для жизни во всех 100 вариантах воздействий случайных климатических явлений.

В целом моделирование показало, что только в 10% случаев планета с климатической обратной связью оставалась пригодной для жизни хотя бы в течение 3 млрд. лет.

Планеты, которые были спроектированы без обратной связи, никогда не оставались обитаемыми долгое время.

Общий результат моделирования сводился к тому, что длительное существование условий, пригодных для жизни, зависит частично от обратной связи, но частично и от простого везения. Если бы, к примеру, астероиды или солнечные вспышки, вызывавшие резкое изменение условий жизни на Земле, были чуть массивнее или быстрее, или длились бы дольше, или произошли бы в другое время, жизнь на Земле могла бы полностью исчезнуть.

Между тем, расчеты показывают, что климат Земли может ухудшиться до среднегодовых температур ниже 0⁰С или выше 100⁰С всего за несколько миллионов лет. Мы также знаем, что наше Солнце стало на 30% ярче с момента появления жизни. Теоретически это должно было вызвать к настоящему времени выкипание океанов, учитывая, что на ранней Земле они, как правило, не замерзали — это известно, как «парадокс слабого молодого Солнца». Тем не менее, этого не случилось.

Очевидно, что Земля является чем-то вроде термостата благодаря механизмам обратной связи, которые предотвращают изменение климата до фатальных температур. Часть из них нам уже известна, часть пока нет. Но, в то же время, возможности этих механизмов ограничены. Чтобы уцелеть, земной жизни понадобилась также и удача.

Этот факт косвенно подтверждается в последние десятилетия благодаря открытиям за пределами Солнечной системы множества экзопланет, на которых жизнь теоретически возможна. Было подсчитано, что только в нашей галактике существует не менее 2 миллиардов таких планет-кандидатов, многие из которых значительно старше Земли. Вместе с тем, достаточно убедительных признаков существования разумной жизни во Вселенной до настоящего времени не обнаружено.

Между тем, зонд Galileo обнаружил, что жизнь на Земле задыхается.

По материалам Nature, The conversation и Science alert

Читайте также:

Жизнь на Земле началась 4 млрд. лет назад: гораздо раньше, чем думали ученые

Жизнь на Земле развивалась благодаря метеоритной пыли