Топ-100 гипотеза уникальной Земли

Большинство пригодных для жизни экзопланет полностью покрыто водой

Кадр из фильма Большая часть поверхности нашей планеты, примерно 70 процентов, покрыта водой. Кому-то может показаться, что это очень много, но новое исследование утверждает, что наш мир действительно уникален именно соотношением площади суши и воды. ­Скорее всего, те экзопланеты, что будут пригодны для жизни, являются водными мирами, поверхность которых покрыта водой минимум на 90%. Жизнь там, может быть,  и есть, но технического прогресса ждать от нее не стоит,  ведь рыбам огонь не нужен.

Такие выводы содержат страницы одного из номеров журнала «Ежемесячные заметки Королевского астрономического общества». Компьютерное моделирование, проведенное  сотрудником Института космических наук при Барселонском университете Фергюсом Симпсоном, только подтверждает эту гипотезу. Это приводит к мысли об уникальности нашей планеты, и трудностях поиска ее близнеца; более того, это во многом объясняет, почему мы до сих пор не вступили в контакт с обитателями далеких миров.

Надо сказать, что подобная идея не нова и уже была озвучена в гипотезе уникальной Земли. В ней утверждается, что миры, подобные нашему, способные поддерживать сложные жизненные формы, исключительно редки.

На этой картинке показано соотношение всей воды (синим) на Земле с размером планеты.В работе Симпсона говорится об определенном балансе, который должна иметь планета, чтобы обладать и обширными наземными массивами и океанами.  Этот баланс зависит от нескольких факторов: объема воды, содержащегося на планете; размера свободного пространства для этой воды, а также от многочисленных особенностей топографии, начиная от огромных океанических бассейнов и заканчивая горными хребтами.

В случае небольшой глубины океанов и низкой высоты над уровнем моря, большая часть поверхности будет затоплена. Уникальные топографические особенности нашей планеты позволили оказаться над уровнем моря примерно 29% суши, и это соотношение почти не изменялось очень долгое время, что дало шанс развития наземным животным, в том числе и нашим предкам.

Из работы Симпсона следует, что Земля стала исключением, подтверждающим правило. Его моделирование показывает, что большинство пригодных для жизни землеподобных планет будут являться именно водными мирами.

 Конечно, все это лишь теория, основанная не на исследовании реальных далеких миров, а лишь обобщение новых данных о формировании планет.

 «Я немного озадачен этой статьей», — говорит астрофизик Шон Н. Рэймонд, не принимавший участия в исследовании.

«Я нахожу это исследование интересным, но мне сложно его интерпретировать. У нас по-прежнему остается очень много важных вопросов, не имеющих ответа».

Астероид с вкраплениями льдаТакже очень важное значение имеет вопрос о происхождении воды на планете. Самая убедительная на данный момент версия - воду на планеты приносят астероиды и кометы, хотя споры на эту тему не утихают. И если это так, то вычислить объем воды в других мирах попросту невозможно. Ведь в каждой солнечной системе количество астероидов, комет и объем водного льда, содержащегося в них, будет разным.

«В «классической модели» формирования планет земной группы объем доставленной на Землю воды носит случайный показатель, поэтому нетрудно представить, что на гипотетической другой Земле этот объем может быть в десятки раз больше или в десятки раз меньше», — говорит Рэймонд.

«Хотелось бы также добавить, что согласно новым моделям объем поставок воды на Землю мог быть меньше, чем указывалось в других моделях. Основополагающую роль здесь играл скорее количественный, а не качественный характер доставки воды — кометы и астероиды доставляли ее к нам чаще, но в меньших объемах».

Рэймонд здесь намекает на выводы, сделанные на основе наблюдений, которые показывают, что во внутренних границах Солнечной системы воды содержится меньше, чем во внешних.

«На мой взгляд, водные миры могут существовать только за пределами так называемой линии вечной мерзлоты», — подключается к обсуждению темы Адам Сарафиан, магистрант кафедры изучения Земли, атмосферы и планет в Массачусетском технологическом институте.

«Эта линия вечной мерзлоты появилась на самых ранних этапах появления Солнечной системы, еще собственно до момента формирования самих планет. За пределами этой линии вода всегда будет оставаться в твердом состоянии в виде льда. Отсюда и наблюдения, показывающие, что во внешних границах воды больше, чем во внутренних. Поэтому следовало бы ожидать наличие водных миров на внешних границах Солнечной системы, а не на внутренней, где располагаются относительно сухие планеты».

В обсуждаемом сегодня исследовании Сарафиан участия не принимал и в настоящий момент пытается выяснить, почему на Земле так много воды и как она сюда попала.

«Последние данные указывают на то, что во внутренние границы Солнечной системы вода попала очень рано, поэтому Марс действительно мог выглядеть как Земля (частично покрытым водой) вскоре после того, как сформировался», — говорит Сарафиан.

«Интерес изучения планет, расположенных ближе к Солнцу, выше, потому что звезда обеспечивает достаточно энергии для жизни и позволяет воде на поверхности оставаться в жидком состоянии. Наблюдение за вечной мерзлотой – это другой случай. Один лед и тьма».

Но есть много других факторов, которые следует учесть, ища причины присутствия воды на Земле.  Например, можно исследовать возможную связь между глубиной океана и  взаимодействием океанского дна с мантией Земли. Возможно, обнаружатся уникальные особенности нашей планеты, благодаря которым ее океаны стали такими глубокими.

По словам Симпсона, в своей работе он учитывал существование глубоководных циклов, эрозии и осаждения (то есть процессы, при которых осадочные породы и грунт добавляются и формируют общую массу суши)

Но даже при этом в его моделях вода на обитаемых планетах превалирует над сушей. В некоторых случаях моделирование показало, что в мире с маленькими океанами массивы суши будут покрыты пустынями.

 «Большие планеты могут быть больше подвержены затоплению по двум причинам. Во-первых, если соотношение массы воды и наземных масс будет одинаково, то, скорее всего, планета будет обладать глубокими океанами. Во-вторых, чем сильнее на планете будет гравитация, тем это сильнее будет затруднять процессы, изменяющие ее топографическое разнообразие. Следовательно, на пути воды не будут встречаться серьезные препятствия для дальнейшего распространения по всей поверхности планеты», — говорит Симпсон.

Работы Симпсона наводят на мысль, что в нашем мире каким-то образом достигнуто идеальное соотношение воды и суши. Вероятно, в будущем это поможет нам понять, почему человеческая цивилизация смогла не только возникнуть, но и развиваться; ведь существует точка зрения, по которой на планетах, подобных Земле, развитие технических, высокоразвитых цивилизаций невозможно. Видимо, и в этом случае наша планета стала исключением, подтверждающим правило.