Команду дослідників очолила астробіологиня Саманта Гілберт-Янізек із Вашингтонського університету. Про роботу, опубліковану в The Planetary Science Journal, повідомляє ScienceAlert. Науковці хотіли з’ясувати, наскільки життя важливе для підтримання стабільного клімату планети.
Питання пов’язане з гіпотезою Геї, за якою живі організми взаємодіють із фізичним середовищем Землі й допомагають зберігати умови, потрібні для життя. Вчені перевірили, чи можуть природні процеси забезпечити таку стабільність самостійно.
Як працювала модель
Дослідники створили складну комп’ютерну модель Землі, на якій від початку не було живих організмів. У ній враховано ядро, мантію, земну кору, атмосферу, океани та сонячне випромінювання. Аналізували 19 ключових характеристик, серед них температуру поверхні, теплові потоки, хімічний склад океанів і обмін речовинами між частинами планети.
Моделювання охопило приблизно п’ять мільярдів років: від формування планети до орієнтовно 500 мільйонів років у майбутньому.
Що показали результати
Без життя Земля могла б залишатися придатною для його виникнення понад 4,5 мільярда років. Температура поверхні дозволяла б існувати рідкій воді, а її кількість була б подібною до сучасної. Головна відмінність полягала б у відсутності великої кількості кисню в атмосфері, адже не було б фотосинтезу. Проте, як пояснюють автори, кисень не обов’язковий для придатності планети: одним із головних критеріїв в астрономії вважають наявність рідкої води на поверхні.
Клімат регулювали б природні геологічні та хімічні процеси, насамперед карбонатно-силікатний цикл, пов’язаний із вивітрюванням гірських порід, вулканічними викидами газів і хімічними процесами в океанах. Він підтримував би концентрацію вуглекислого газу й температуру в потрібних межах навіть попри те, що за 4,5 мільярда років світність Сонця зросла приблизно на 30%.
Автори наголошують, що висновки не спростовують гіпотезу Геї: вони не виключають, що живі організми посилюють дію природних механізмів. Також вони визнають обмеження моделі, адже довелося спростити деякі процеси, пов’язані з тектонікою плит, хімічним складом атмосфери та регулюванням клімату.
Значення для пошуку життя
За оцінкою дослідників, безжиттєві планети можуть мати кліматичні та геофізичні характеристики, схожі на земні. Тому визначити наявність життя лише за окремими показниками атмосфери може бути складніше, ніж вважалося.
Як пояснила Саманта Гілберт-Янізек, модель допоможе зрозуміти, чим придатні для життя, але безжиттєві планети можуть нагадувати ті, де живі організми справді існують. Це дозволить точніше оцінювати спостереження за атмосферами екзопланет.
