Почему земля пригодна для жизни кратко

Обновлено: 02.07.2024

Ученые выяснили, как нашей планете удается быть хорошим домом для ее обитателей в течение миллиардов лет.

По словам Тоби Тиррелла, специалиста из Саутгемптонского университета, постоянно стабильный и пригодный для жизни климат на Земле вызывает большое недоумение. Наши соседи, Марс и Венера , не могут похвастаться хорошими условиями для жизни, в то время как наша планета не только имеет комфортную температуру, например, но эта температура остается постоянной на протяжении трех-четырех миллиардов лет — значительный период, с точки зрения геологов.

Многие события могут угрожать постоянной стабильности нашей планеты. Среди них — столкновения с астероидами, солнечные вспышки и крупные геологические катастрофы, такие как извержения супервулканов. Действительно, астероид, упавший на Землю 66 миллионов лет назад, вызвал вымирание более 75% всех видов, убив динозавров и других живых существ. Тем не менее Земля все еще остается самым подходящим местом для обитания, и это вызывает недоумение.

Тоби Тиррелл воспользовался мощью суперкомпьютерного центра Iridis и запустил моделирование, которое должно было показать, как 100 000 случайных планет, похожих на Землю, реагировали бы на климатические изменения, вызванные случайными факторами. Каждый мир эволюционировал 100 раз на основании абсолютно непредсказуемых событий. Из всех 100 000 планет только одна оказалась способной поддерживать жизнь во всех симуляциях. 8710 миров (9%) справились с большей частью симуляций, при этом 8000 из них благополучно пережили только половину случаев.

По сути, результаты показали, что немаловажным фактором, определяющим пригодность Земли для жизни, является удача, замечает ученый. Так, если бы тот же астероид столкнулся с Землей в другое время или был бы чуть большего размера, наша планета могла бы навсегда потерять возможность оставаться домом для ее обитателей.

Радиоактивный нагрев, обусловленный сверхновой, не просто сделал Землю более сухой. Если бы этого не случилось, мантия нашей планеты была бы заблокирована толстым слоем льда на дне океанов. И геохимические процессы, необходимые для стабилизации климата и создания пригодных для белковой жизни условий, просто не смогли бы запуститься.

Работа ученых, опубликованная в журнале Nature, поможет астрономам в исследовании космоса и обнаружении мест, где потенциально могла бы зародиться жизнь. Исследователи смогут понять механизм дегидратации планет вследствие радиоактивного нагрева, а также выяснить, встречаются ли где-то еще подобные условия, или формирование нашей планеты было уникальным процессом.

Расстояние Земли от Солнца

Земля и Солнце одинаково важны, потому что без солнечного тепла и света Земля была бы безжизненным шаром из покрытых льдом камней. Он регулирует температуру водоемов, погодные условия и обеспечивает энергию для роста растений. Расстояние Земли от Солнца делает его идеальным поводом для жизни, потому что он получает идеальное количество тепла и света, чтобы позволить жизни быть созданной и поддерживать ее.

Земля — единственная планета, которая использует солнечный свет, столь же полезный как источник энергии. Эта энергия используется для преобразования элементов живыми существами в полезную форму. Растение использует энергию, получаемую от солнца, для стимулирования фотосинтеза и обеспечения пищи для роста. В качестве побочного продукта выделяется кислород, который мы затем используем в качестве собственного источника энергии.

Важность атмосферы Земли

Это слои газов, окружающие Землю, которые состоят из экзосферы, термосферы, мезосферы, стратосферы и тропосферы. Содержание воздуха и благоприятное атмосферное давление также поддерживали жизнь большинства существ. Содержание воздуха в двуокиси углерода на Земле меньше, чем на планетах, таких как Венера и Марс. Следовательно, меньшее содержание в воздухе углекислого газа помогает смягчить температуру Земли и поглощается растениями во время фотосинтеза для производства кислорода.

Как мы знаем, Солнце является основным источником энергии для Земли, но единственной планетой, которая оптимизирует количество тепла и света, необходимое для жизненного процесса. Солнце излучает огромное тепло и свет, который также состоит из ультрафиолетового излучения или ультрафиолетовых лучей, которые мы не можем видеть или чувствовать. Только около 1% ультрафиолетового излучения, которое Солнце посылает на Землю, фактически достигает поверхности. Небольшие дозы ультрафиолетовых лучей полезны. Они заставляют организм вырабатывать витамин D, который имеет несколько преимуществ для здоровья. Но вы знаете, что, если получить больше, то количество того, что мы получаем, не даст больше витамина D, но вызывает серьезные проблемы с нашей кожей и здоровьем.

Благоприятное климатическое состояние

У Земли есть подходящий климат для существования всех форм жизни из-за умеренного количества углекислого газа, который является движущим фактором для выживания форм жизни. Температура планеты Меркурий колеблется от 200 ° C ниже нуля до 375 ° C выше. При 375 ° С вода будет существовать только в виде газа, и планета будет полностью сухой. Температура поверхности Венеры составляет 480 ° С, что было бы слишком жарко, чтобы кто-либо мог жить. Марс, хотя он может достигать 25 ° С, обычно замерзает и может быть холодным, как -140 ° С, температура, которая будет заморозить кровь и воду. Другие планеты еще холоднее.

Вода очень важна для жизни, потому что она содержит кислород, необходимый для жизни, и позволяет живым молекулам легко перемещаться. Это постоянно изменяет свою форму через водный цикл. Процесс, посредством которого вода постоянно меняет свою форму и циркулирует между океанами, атмосферой и сушей, известен как водный цикл.

Основными источниками пресной воды являются реки, пруды, родники и ледники. Океанские тела и моря содержат соленую воду. Вода океанов соленая, так как содержит большое количество растворенных солей. Большая часть соли — это хлорид натрия или обычная поваренная соль, которую мы едим. Земля покрыта тремя четвертями воды. На 97,3% вода соленая в океанах и морях, 3% — пресная вода, состоящая из ледяной шапки, грунтовых вод, пресноводных озер, внутренних и соленых озер.

Экология

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.

Энергия

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.

Время

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.

Циркуляция

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.

Дополнительные факторы

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.

Читайте также: