Как выглядела бы Земля, если бы на ней никогда не появились живые организмы? Ученые из США попытались ответить на этот вопрос с помощью компьютерной модели. Результат оказался неожиданным: даже без жизни наша планета могла бы миллиарды лет сохранять условия, подходящие для существования жидкой воды.
Ученые создали модель Земли, в которой отсутствовали все формы жизни, но сохранялись остальные компоненты планеты: ядро, мантия, кора, атмосфера и океаны. Они также учитывали солнечное излучение и обмен химическими веществами между разными частями планеты.
Модель отслеживала 19 основных характеристик, включая температуру поверхности, химический состав океанов и тепловые потоки. Расчеты охватили около пяти миллиардов лет — от ранней истории Земли до периода примерно через 500 миллионов лет от настоящего времени.
Выяснилось, что отсутствие организмов не обязательно лишило бы планету пригодного для жизни климата. Даже без биологических механизмов температура поверхности могла оставаться в пределах, допускающих существование жидкой воды, на протяжении 4,5 миллиарда лет и дольше.
Важную роль в этом сценарии играл бы естественный круговорот углерода. Взаимодействие силикатных пород, вулканических выбросов и океанов регулирует концентрацию углекислого газа в атмосфере. Этот механизм способен компенсировать постепенное увеличение яркости Солнца и сдерживать изменения температуры.
Однако такая Земля заметно отличалась бы от современной. В ее атмосфере практически не было бы свободного кислорода, поскольку его основным источником на нашей планете стал фотосинтез. Без кислорода большинство сложных организмов не смогло бы существовать, хотя с астрономической точки зрения планета все равно считалась бы потенциально обитаемой: на ее поверхности могла бы сохраняться вода.
Результаты исследования не опровергают гипотезу Геи, согласно которой живые организмы взаимодействуют с окружающей средой и влияют на поддержание условий на планете. Ученые отмечают, что их модель содержит упрощения, связанные с тектоникой плит, химией атмосферы и климатическими процессами. Она также не исключает, что жизнь действительно повышает устойчивость земного климата.
Работа может пригодиться при поиске жизни за пределами Солнечной системы. Некоторые планеты способны сохранять условия для существования воды, даже если на них никогда не возникали организмы. Поэтому наличие океанов и подходящей температуры само по себе еще не доказывает, что на планете есть жизнь. Новая модель поможет астрономам точнее интерпретировать химический состав атмосфер экзопланет и отличать признаки потенциальной обитаемости от возможных биологических сигналов.
Читайте также: Ученые смоделировали последствия ядерного взрыва для спутников Земли