Uprkos tome što se ne zna zasigurno kako se život na Zemlji razvio, jedno je sigurno – razvio se. Ali... šta da nije? To je pitanje koje su naučnici postavili u novom istraživanju, simulirajući alternativnu verziju Zemlje na kojoj život nikada nije uspio da se razvije.
Rezultati istraživanja, objavljeni u časopisu The Planetary Science Journal, nisu samo neobičan misaoni eksperiment. Riječ je i o ozbiljnom naučnom pitanju, kao i novom preispitivanju ideja na kojima počiva Geja hipoteza.
Šta je Geja hipoteza i kakve veze ima sa životom na Zemlji?
Geja hipoteza polazi od pretpostavke da život na Zemlji stupa u interakciju sa fizičkim okruženjem planete na način koji doprinosi očuvanju uslova pogodnih za život. Na taj način uspostavlja se svojevrsna planetarna homeostaza, odnosno sposobnost održavanja stabilnog stanja.
U novom istraživanju, koje je predvodila astrobiološkinja Samanta Gilbert-Janizek sa Univerziteta Vašington, naučnici su vratili sat unazad kako bi ispitali kako bi se Zemlja razvijala tokom milijardi godina bez života i njegovog hipotetičkog uticaja na planetu.
"Otvoreno je pitanje da li bi Zemlja mogla da ostane pogodna za život tokom vremenskog perioda od više milijardi godina bez uticaja živih organizama na životnu sredinu“, navode istraživači u naučnom radu, prenosi RTS.
"Jasno je da biologija ima važnu ulogu u oblikovanju površinskog okruženja Zemlje, što nas dovodi do ključnog pitanja: da li je život neophodan da bi stjenovita planeta dugoročno ostala pogodna za život?“
Kako su naučnici simulirali Zemlju bez života?
U istraživanju su Gilbert-Janizek i njene kolege razvili složen kompjuterski model Zemlje bez života, ali sa svim ostalim fizičkim karakteristikama planete. U model su uključili Zemljino jezgro, omotač, koru, atmosferu, okeane i količinu sunčevog zračenja koja dopire do planete, a zatim izračunali kako bi se hemijski elementi kretali između različitih dijelova Zemlje.
Ukupno su simulirali 19 ključnih svojstava planete, među kojima su protok toplote, hemijski sastav okeana i temperature na površini. Pratili su kako bi se ova virtuelna Zemlja mijenjala tokom pet milijardi godina – od približnog vremena njenog nastanka do perioda oko 500 miliona godina u budućnosti.
Osim što pruža odgovore na pitanja o sudbini hipotetičke Zemlje bez života, ova simulacija mogla bi da pomogne naučnicima da bolje razumiju atmosferske i hemijske pokazatelje koje otkrivaju na udaljenim planetama.
"Ovaj model može da nam pomogne da vidimo kako planete pogodne za život, ali bez živih organizama, mogu da oponašaju planete na kojima život postoji. Kada tumačimo posmatranja atmosfere neke egzoplanete, ovaj alat će nam pomoći da utvrdimo kolika je vjerovatnoća da ono što vidimo ukazuje na postojanje života na njenoj površini“, objašnjava naučnica.
Da li bi Zemlja bez života imala okeane i kiseonik?
Kada je riječ o površini simulirane Zemlje bez života, ispostavilo se da odsustvo živih organizama ne bi značajno promijenilo njen razvoj tokom milijardi godina. Najupadljivija razlika bila bi odsustvo kiseonika u atmosferi, s obzirom na to da ne bi bilo fotosinteze.
Iako se kiseonik u atmosferi smatra neophodnim za većinu složenih oblika života, on zapravo nije preduslov da bi se neka planeta smatrala pogodnom za život u astronomskom smislu. Taj pojam se najčešće definiše na osnovu sposobnosti planete da na površini održava tečnu vodu.
U tom pogledu, Zemlja bez života imala bi količinu vode sličnu onoj koju ima naša planeta danas, kao i neke druge uporedive karakteristike.
Šta bi održavalo stabilnu klimu bez živih organizama?
"Pokazujemo da planeta slična Zemlji može da održava temperature na površini pogodne za život tokom 4,5 milijardi godina razvoja, pa i duže, isključivo zahvaljujući abiotičkim procesima, bez potrebe za biološkim mehanizmima koji utiču na regulaciju klime“, objašnjava istraživački tim.
"Ugljenični ciklus, koji nastaje međusobnim djelovanjem hemijskog trošenja silikata, vulkanskog oslobađanja gasova i hemijskih procesa u okeanima, obezbjeđuje snažnu negativnu povratnu spregu. Ona održava koncentraciju ugljen-dioksida u atmosferi i temperaturu na površini u granicama pogodnim za život, uprkos tome što se sjaj Sunca tokom 4,5 milijardi godina povećao za približno 30 odsto.“
Šta rezultati istraživanja znače za potragu za životom u svemiru?
Rezultati ne opovrgavaju Geja hipotezu. Istraživači napominju da ne mogu da isključe mogućnost da život na Zemlji doprinosi procesima koji povećavaju stabilnost klime.
Takođe priznaju da njihov model ima određena ograničenja i pojednostavljenja, uključujući pretpostavke o tektonici ploča, hemijskom sastavu atmosfere i procesima koji regulišu Zemljinu klimu.
Ipak, rezultati simulacije ukazuju na to da prisustvo života nije neophodan uslov da bi stjenovita planeta dugoročno ostala pogodna za život.
"Naši nalazi ukazuju na to da bi abiotička Zemlja, u pogledu globalne geofizike i klime, mogla da se razvije do stanja sličnog današnjem i bez života, ali bez velikih količina kiseonika u atmosferi. Ovaj rad tako doprinosi tekućoj raspravi o Geja hipotezi, ukazujući na to da život i uslovi pogodni za život možda nisu toliko neraskidivo povezani kao što se ranije pretpostavljalo“, zaključuju istraživači.