Ученые ищут обитаемые планеты

Три миллиарда лет назад Земля была совсем другой.

Солнце, которое сияло в его океанах и на континентах, было не таким ярким, как сегодня. Кислорода очень мало, метан играл ключевую роль в формировании газовой оболочки планеты. Несмотря на это, доисторическая и наша, современная Земля имеют что-то общее: обе экосистемы поддерживали жизнь. Разную жизнь на принципиально отличных основаниях.

На протяжении большей части своего существования планета была заселена живыми организмами. Но если бы исследователи проанализировали атмосферу молодой Земли, они могли бы не заметить доказательств жизни.

В настоящее время известно более 4000 экзопланет, еще тысячи ожидают своего подтверждения на звездных картах. Ученые разрабатывают дистанционные методы, чтобы понять, являются ли эти планеты потенциально обитаемыми. Сигнатуры любой отдаленной жизни, скорее всего, будут обнаружены в газах, принадлежащих атмосфере исследуемой экзопланеты.

Меняющаяся Земля

В то время как Земля на данный момент – единственное известное место во Вселенной, где протекает жизнь, предположительно существовали множество предыдущих версий нашей родной планеты, которые менялись по мере геологического и геофизического развития. Однако жизнь в ее биохимическом разнообразии процветала, особенно в некоторые геологические периоды.

Благодаря исследовательской программе «Альтернативные Земли», команда американских архебиологов и астрономов пытается собрать воедино крохотные свидетельства о ранних состояниях Земли и смоделировать атмосферу иных, потенциально обитаемых планет.

Объединяя данные из геологии, химии и биологии континентов, океанов и атмосферы разных периодов, команда «Альтернативные Земли» моделирует то, как выглядела воздушная оболочка нашей планеты в архаичные эпохи, основываясь преимущественно на данных, полученных из океанских глубин. Такое знание поможет в будущем при колонизации планет за пределами Солнечной системы.

Кроме того, геологические данные воссоздают картину биологии тех далеких времен, а также влияние активных геологических процессов на эволюционные изменения.

Считается, что перелом произошел 3,2-2,4 миллиарда лет назад, когда примитивные формы жизни начали выделять кислород в атмосферу посредством фотосинтеза; только после этого стало возможным «великое окисление», кислород буквально затопил атмосферу и океаны; и только в период от 2,0 до 500 миллионов лет назад возникли естественные условия для более сложной биологической самоорганизации. История эволюции на самом деле — это история последних 500, реально — 300 миллионов лет.

Чертежи для жилья

Исследователи также пытаются настроить свои планетарные модели, создавая бесконечное количество инденерных решений для потенциално обитаемых экзопланет. К примеру, уже существуют модели, предлагающие ускорить вращение планеты, отрегулировать наклон ее оси, поместить все континенты в одно полушарие или «стабилизировать» состояние планеты таким образом, чтобы только одна ее половина была обращена к звезде. Что-то наподобие Луны или меркурия, только в глобальных масштабах.

Практическая геология

Материки являются неотъемлемым компонентом обитаемых океанов. В результате выветривания поверхности суши питательные вещества попадали в океаны, таким образом создавая условия для жизни, а положение и высота участков суши определяли динамику протекающих эволюционных изменений.

Однако биологи до сих пор спорят о том, что можно считать жизнью. Даже если в воздухе абстрактной экзопланеты присутствуют и кислород, и метан, то это вовсе не означает, что они являются результатами жизни. Обитаемость — это не только «правильная» картинка газовой оболочки.

Кислород может быть результатом фотосинтеза, а микробы производить метан, но они также могут образовываться в результате фотохимических и геологических процессов. К слову, в Институте астробиологии НАСА есть команда, исследующая производство метана с помощью геологических, а не биологических реакций.

Получается, что наличие воды и кислорода — недостаточно для возникновения жизни. Под вопросом и сам кислород как источник жизни. Белковой — да. А если будет доказано другое, небелковое основание для биологической самоорганизации?