Как сложная жизнь возникла и развивалась на Земле и что это означает для поиска жизни за пределами Земли? Об этом говорится в недавнем исследовании, опубликованном в журнале Природа надеется решить проблему, поскольку пара исследователей исследовала, как тектоника плит, океаны и континенты ответственны за возникновение и эволюцию сложной жизни на нашей планете и как это может решить парадокс Ферми, пытаясь улучшить уравнение Дрейка относительно того, почему мы t найдена жизнь во Вселенной и параметры поиска жизни соответственно. Это исследование потенциально может помочь исследователям лучше понять критерии поиска жизни за пределами Земли, особенно относящиеся к геологическим процессам, происходящим на Земле.
Здесь, Вселенная сегодня обсуждает это исследование с доктором Тарасом Герией, профессором наук о Земле в Швейцарском федеральном технологическом институте (ETH-Цюрих) и соавтором исследования, относительно мотивации исследования, значительных результатов и последующих исследований. , что это означает для уравнения Дрейка и последствия исследования для поиска жизни за пределами Земли. Итак, какова была мотивация этого исследования?
Доктор Геря рассказывает Вселенная сегодня«Это было мотивировано парадоксом Ферми («Где все?»), указывающим на то, что уравнение Дрейка обычно предсказывает, что в нашей галактике существует от 1 000 до 100 000 000 активно взаимодействующих цивилизаций, что является слишком оптимистичной оценкой. Мы попытались выяснить, что, возможно, необходимо исправить в этом уравнении, чтобы сделать прогноз с помощью уравнения Дрейка более реалистичным».
Для исследования дуэт исследователей сравнил два типа планетарных тектонических процессов: единую крышку (также называемую застойной крышкой) и тектонику плит. Одиночная крышка относится к планетарному телу, которое не демонстрирует тектоники плит и не может быть разбито на отдельные плиты, которые демонстрируют движение, скользя друг к другу (сходящиеся), скользя мимо друг друга (трансформируя) или скользя друг от друга (расходящиеся). Отсутствие тектонической активности плит часто объясняется тем, что крышка планетарного тела слишком прочна и плотна, чтобы ее можно было сломать. В конце концов, исследователи подсчитали, что 75 процентов планетарных тел, которые демонстрируют активную конвекцию внутри своих недр, не демонстрируют тектоники плит и обладают тектоникой единой крышки, причем Земля является единственной планетой, которая демонстрирует тектонику плит. Таким образом, они пришли к выводу, что, согласно исследованию, тектоника единой крышки «вероятно, будет доминировать над тектоническими стилями активных силикатных тел в нашей галактике».
Кроме того, исследователи исследовали, как планетарные континенты и океаны способствуют эволюции разумной жизни и технологических цивилизаций. Они отметили важность того, что жизнь впервые возникла в океанах, поскольку они были защищены от вредной космической погоды, а одноклеточная жизнь процветала в океанах в течение первых нескольких миллиардов лет истории Земли. Тем не менее, исследователи также подчеркивают, что суша обеспечивает множество преимуществ для эволюции разумной жизни, включая адаптацию к различным ландшафтам, например, глаза и новые чувства, которые способствовали развитию животных, стремящихся к скорости охоты, среди других биологических активов, которые сделали возможной жизнь. адаптироваться к различным земным средам по всей планете.
В конце концов, исследователи пришли к выводу, что суша способствовала эволюции разумной жизни на планете, включая абстрактное мышление, технологии и науку. Итак, каковы были наиболее значимые результаты этого исследования и какие последующие исследования в настоящее время проводятся или планируются?
Доктор Геря рассказывает Вселенная сегодня«Это совершенно особое условие (>500 миллионов лет сосуществования континентов, океанов и тектоники плит) необходимо на планете с примитивной жизнью, чтобы развить разумную технологическую коммуникативную жизнь. Это условие реализуется очень редко: этому условию могут удовлетворять только <0,003-0,2% планет, на которых есть хоть какая-то жизнь».
Доктор Герья продолжает: «Мы планируем изучить эволюцию воды в недрах планеты, чтобы понять, как стабильность поверхностного объема океана (подразумевающая стабильность сосуществования океанов и континентов) может поддерживаться в течение миллиардов лет (как на Земле). Мы также планируем исследовать время выживания технологических цивилизаций на основе моделей социального коллапса. Мы также начали проект по эволюции состояния оксигенации недр и атмосферы планет, чтобы понять, как богатые кислородом атмосферы (необходимые, в частности, для развития технологических цивилизаций) могут формироваться на планетах с океанами, континентами и тектоникой плит. Прогресс в этих трех направлениях важен, но он будет во многом зависеть от наличия финансирования исследований».
Как уже отмечалось, это исследование было мотивировано попыткой улучшить уравнение Дрейка, которое предлагает уравнение с множеством переменных, которое пытается оценить количество активных коммуникативных цивилизаций (ACC), существующих в Галактике Млечный Путь. В 1961 году доктор Фрэнк Дрейк предложил постулировать несколько концепций, которые он призвал научное сообщество учитывать при обсуждении того, как и почему мы не получили известий от ACC, и звучит следующим образом:
Н = Р* хфп хне хфл хфя хфс х л
Н = количество технологических цивилизаций в Галактике Млечный Путь, которые потенциально могут общаться с другими мирами
р* = средняя скорость звездообразования в Галактике Млечный Путь
жп = доля звезд с планетами
не = среднее количество планет, потенциально способных поддерживать жизнь на одну звезду с планетами
жл = доля планет, способных поддерживать и развивать жизнь в определенный момент своей истории
жя = доля планет, на которых развивается жизнь и развивается разумная жизнь
жс = доля цивилизаций, разработавших технологии, способные отправлять обнаруживаемые сигналы в космос
л = продолжительность времени, в течение которого технологические цивилизации посылают сигналы в космос
Согласно исследованию, уравнение Дрейка оценивает количество ACC в широком диапазоне: от 200 до 50 000 000. В рамках исследования исследователи предложили добавить две дополнительные переменные к уравнению Дрейка на основе своих выводов о том, что тектоника плит, океаны и континенты сыграли жизненно важную роль в развитии и эволюции сложной жизни на Земле, а именно:
жок = доля обитаемых экзопланет, на которых есть заметные континенты и океаны
жпт = доля обитаемых экзопланет, на которых есть заметные континенты и океаны, которые также демонстрируют тектонику плит, функционирующую не менее 500 миллионов лет.
Используя эти две новые переменные, исследование предоставило новые оценки fя (шансы планет, на которых развивается жизнь и развивается разумная жизнь). Итак, в чем важность добавления двух новых переменных в уравнение Дрейка?
Доктор Геря рассказывает Вселенная сегодня«Это позволило нам переопределить и более корректно оценить ключевой член уравнения Дрейка fя – вероятность того, что на планете с примитивной жизнью разовьется разумная технологическая коммуникативная жизнь. Первоначально фя было (ошибочно) оценено как очень высокое (100%). Наша оценка на много порядков ниже (<0,003-0,2%), что, вероятно, объясняет, почему с нами не контактируют другие цивилизации».
Кроме того, при вводе этих двух новых переменных во все уравнение Дрейка исследование оценивает гораздо меньшее количество ACC от <0,006 до 100 000, что резко контрастирует с первоначальными оценками уравнения Дрейка от 200 до 50 000 000. Итак, какие последствия может иметь это исследование для поиска жизни за пределами Земли?
Доктор Геря рассказывает Вселенная сегодня«Это имеет три ключевых последствия: (1) нам не следует сильно надеяться, что с нами вступят в контакт (вероятность этого очень мала, отчасти потому, что время жизни технологических цивилизаций может оказаться короче, чем предполагалось ранее), (2) мы следует использовать дистанционное зондирование для поиска планет с океанами, континентами и тектоническими плитами (планеты COPT) в нашей галактике, основываясь на их вероятно отличающихся (бедных CO2) атмосферах и характеристиках отражательной способности поверхности (из-за присутствия океанов и континентов), (3 ) мы должны заботиться о нашей планете и цивилизации, они чрезвычайно редки и должны быть сохранены».
Это исследование проводится в связи с тем, что поиски жизни за пределами Земли продолжают набирать обороты: на момент написания этой статьи НАСА подтвердило существование 5630 экзопланет, из которых почти 1700 классифицируются как суперземли, а 200 — как скалистые экзопланеты. Несмотря на эти невероятные цифры, особенно с тех пор, как экзопланеты впервые начали обнаруживаться в 1990-х годах, человечеству еще предстоит обнаружить какой-либо тип сигнала от внеземной технологической цивилизации, которую в этом исследовании называют ACC.
Пожалуй, ближе всего к получению сигнала из космоса мы подошли с помощью Wow! сигнал, который представлял собой 72-секундный радиовзрыв, полученный радиотелескопом Big Ear Университета штата Огайо 15 августа 1977 года. Однако с тех пор этот сигнал так и не был получен, а также полное отсутствие сигналов вообще. Благодаря этому исследованию, возможно, ученые смогут использовать эти две новые переменные, добавленные к уравнению Дрейка, чтобы помочь сузить область поиска разумной жизни за пределами Земли.
Доктор Герья завершает рассказ, рассказывая Вселенная сегодня«Это исследование является частью зарождающейся новой науки – биогеодинамики, которую мы стараемся поддерживать и развивать. Биогеодинамика стремится понять и количественно оценить отношения между долгосрочной эволюцией недр, поверхности, атмосферы и жизни планет».
Как эти две новые переменные, добавленные в уравнение Дрейка, помогут ученым найти жизнь за пределами Земли в ближайшие годы и десятилетия? Только время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!
Как всегда, продолжайте заниматься наукой и продолжайте искать!
