Ми звикли вважати Землю живою. Що це унікальний куточок Всесвіту, де біосфера та середовище постійно формують одне одного. Проте дослідники з Вашингтонського університету під керівництвом астробіологині Саманти Ґілберт-Янічек поставили фундаментальне питання: чи потрібне життя для того, щоб планета залишалася придатною для його формування протягом мільярдів років?
Щоб знайти відповідь, автори дослідження, опублікованого в The Planetary Science Journal, створили складну комп’ютерну модель. Вона відтворює фізичне середовище Землі — від ядра, мантії та кори до океанів й атмосфери — але повністю виключає біологічний чинник. Науковці відстежили 19 ключових характеристик, серед яких теплові потоки, хімічний склад океанів та поверхневі температури, у часовому проміжку від формування планети до 5 млрд років.
Природна саморегуляція
Згідно з так званою «гіпотезою Ґаї», живі організми взаємодіють із планетарним середовищем, підтримуючи стабільний клімат і створюючи своєрідний гомеостаз. Однак результати симуляції показали, що навіть за відсутності біологічного зворотного зв’язку планета здатна зберігати сприятливий температурний режим понад 4,5 млрд років.
Головним регулятором виявився карбонатно-силікатний цикл. Взаємодія між вивітрюванням силікатів, вулканічними викидами газів та хімією океану створила ефективний механізм самоконтролю. Цей процес утримував рівень вуглекислого газу та температуру поверхні в допустимих межах, незважаючи на те, що яскравість Сонця за цей час зросла приблизно на 30 %. На стерильній Землі також зберігся обсяг води, порівнянний із реальним.
Кисневий голод
Найвагомішою відмінністю абіотичної Землі стала відсутність вільного кисню в атмосфері, адже без процесів фотосинтезу цьому газу просто нізвідки було братися. Втім, з точки зору астрономії, наявність кисню не є обов’язковим критерієм придатності планети для проживання — головним показником залишається можливість існування рідкої води на поверхні.
Отримані результати не спростовують гіпотезу Ґаї повністю, проте вказують на те, що придатність планети для життя та саме існування біосфери можуть бути не настільки тісно пов’язані, як вважалося раніше. Практична цінність цього дослідження полягає в допомозі астрономам: модель дає змогу краще розрізняти параметри атмосфер екзопланет та оцінювати ймовірність того, чи є виявлені хімічні сліди ознакою реального життя, чи лише наслідком складних геологічних процесів.
Раніше ми повідомляли про те, як були знайдені найдавніші сліди життя на Землі.
За матеріалами Science Alert
