ความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์น้ำ

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ที่เรารู้จักนั้นมีมวลมากกว่าโลก แต่น้อยกว่าดาวเสาร์ ส่วนใหญ่ในหมู่พวกเขามี "ดาวเนปจูนขนาดเล็ก" และ "ซุปเปอร์เอิร์ธ" - วัตถุที่มีมวลมากกว่าโลกของเราสองเท่า การค้นพบในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาทำให้เชื่อว่าซุปเปอร์เอิร์ธเป็นดาวเคราะห์ที่มีองค์ประกอบแตกต่างจากของเราอย่างมาก ยิ่งไปกว่านั้น ปรากฎว่าดาวเคราะห์ภาคพื้นดินในระบบอื่นมีแนวโน้มที่จะแตกต่างจากโลกในองค์ประกอบและสารประกอบของแสงที่เข้มข้นกว่ามาก รวมถึงน้ำ และนั่นเป็นเหตุผลที่ดีที่จะสงสัยว่าพวกเขาเหมาะสมกับชีวิตเพียงใด

ความแตกต่างที่กล่าวไว้ข้างต้นระหว่างโลกภายนอกกับโลกนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าสามในสี่ของดาวทั้งหมดในจักรวาลเป็นดาวแคระแดง ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยกว่าดวงอาทิตย์มาก การสังเกตพบว่าดาวเคราะห์รอบๆ พวกมันมักจะอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ นั่นคือที่ซึ่งพวกมันได้รับพลังงานจากดาวฤกษ์ของพวกมันเท่าๆ กับโลกจากดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ มักจะมีดาวเคราะห์จำนวนมากในเขตเอื้ออาศัยของดาวแคระแดง เช่น ในแถบ "Goldilocks belt" ของดาว TRAPPIST-1 มีดาวเคราะห์สามดวงในคราวเดียว

และนี่เป็นเรื่องที่แปลกมาก เขตที่อยู่อาศัยของดาวแคระแดงอยู่ห่างจากดาวฤกษ์หลายล้านกิโลเมตร ไม่ใช่ 150-225 ล้านเหมือนในระบบสุริยะ ในขณะเดียวกัน ดาวเคราะห์หลายดวงไม่สามารถก่อตัวขึ้นจากดาวฤกษ์ของพวกมันได้หลายล้านกิโลเมตรในคราวเดียว - ขนาดของดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์จะไม่ยอมให้เกิดขึ้น ใช่ ดาวแคระแดงมีดาวแคระแดงน้อยกว่าดาวสีเหลือง เช่น ดวงอาทิตย์ของเรา แต่ไม่ถึงร้อยหรือห้าสิบเท่า

สถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้นโดยข้อเท็จจริงที่ว่านักดาราศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะ "ชั่งน้ำหนัก" ดาวเคราะห์ในดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลได้อย่างแม่นยำไม่มากก็น้อย แล้วปรากฎว่าถ้าเราเชื่อมโยงมวลและขนาดของพวกมัน ปรากฎว่าความหนาแน่นของดาวเคราะห์ดังกล่าว น้อยกว่าโลกสองหรือสามเท่า โดยหลักการแล้วมันเป็นไปไม่ได้หากดาวเคราะห์เหล่านี้ก่อตัวขึ้นในรัศมีหลายล้านกิโลเมตรจากดาวของพวกมัน เพราะด้วยการจัดเรียงอย่างใกล้ชิด การแผ่รังสีของแสงควรผลักองค์ประกอบแสงจำนวนมากออกไปด้านนอกอย่างแท้จริง

นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในระบบสุริยะเป็นต้น ลองดูที่โลก: มันถูกสร้างขึ้นในเขตที่อยู่อาศัย แต่น้ำในมวลของมันไม่เกินหนึ่งในพัน ถ้าความหนาแน่นของโลกจำนวนหนึ่งในดาวแคระแดงลดลงสองถึงสามเท่า แสดงว่ามีน้ำไม่น้อยกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ หรือมากกว่านั้นด้วยซ้ำ นั่นคือมากกว่าบนโลกร้อยเท่า ดังนั้นพวกเขาจึงก่อตัวขึ้นนอกเขตที่อยู่อาศัยและอพยพไปที่นั่นเท่านั้น เป็นเรื่องง่ายสำหรับการแผ่รังสีของดาวฤกษ์เพื่อกีดกันองค์ประกอบแสงของโซนของดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ใกล้กับดวงสว่าง แต่มันยากกว่ามากที่จะกีดกันดาวเคราะห์สำเร็จรูปที่อพยพจากส่วนที่ห่างไกลของดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ของธาตุแสง - ชั้นล่างได้รับการปกป้องโดยชั้นบน และการสูญเสียน้ำค่อนข้างช้าอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซุปเปอร์เอิร์ ธ ทั่วไปในเขตที่อยู่อาศัยจะไม่สามารถสูญเสียน้ำได้ครึ่งหนึ่งและในช่วงที่ดำรงอยู่ทั้งหมดเช่นระบบสุริยะ

ดังนั้น ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากที่สุดในจักรวาลมักมีดาวเคราะห์ที่มีน้ำมาก เป็นไปได้มากว่านี้หมายความว่ามีดาวเคราะห์ประเภทนี้มากกว่าโลก ดังนั้นจึงเป็นการดีที่จะคิดออกว่าในสถานที่ดังกล่าวมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดขึ้นและการพัฒนาของชีวิตที่ซับซ้อนหรือไม่

ต้องการแร่ธาตุเพิ่ม

และนี่คือจุดเริ่มต้นของปัญหาใหญ่ ไม่มีการเปรียบเทียบที่ใกล้เคียงกันของซุปเปอร์เอิร์ธที่มีน้ำปริมาณมากในระบบสุริยะ และหากไม่มีตัวอย่างให้สังเกต นักวิทยาศาสตร์ของดาวเคราะห์ก็ไม่มีอะไรต้องเริ่มต้นเลย เราต้องดูที่แผนภาพเฟสของน้ำและหาว่าพารามิเตอร์ใดสำหรับชั้นต่างๆ ของดาวเคราะห์มหาสมุทร

แผนภาพเฟสของสถานะของน้ำ การดัดแปลงน้ำแข็งจะแสดงด้วยตัวเลขโรมันน้ำแข็งเกือบทั้งหมดบนโลกอยู่ในกลุ่ม I_ชมและเศษส่วนเล็กน้อยมาก (ในบรรยากาศชั้นบน) - ถึง I_ค… ภาพ: AdmiralHood / วิกิพีเดียคอมมอนส์ / CC BY-SA 3.0

ปรากฎว่าหากมีน้ำบนดาวเคราะห์ขนาด 540 เท่ามากกว่าที่นี่ ก็จะถูกมหาสมุทรปกคลุมอย่างสมบูรณ์ซึ่งมีความลึกมากกว่าหนึ่งร้อยกิโลเมตร ที่ก้นมหาสมุทรดังกล่าว ความกดอากาศจะสูงมากจนน้ำแข็งในระยะดังกล่าวเริ่มก่อตัวขึ้นที่นั่น ซึ่งยังคงแข็งอยู่แม้ในอุณหภูมิที่สูงมาก เนื่องจากแรงดันน้ำมหาศาลจะกักเก็บน้ำไว้เป็นของแข็ง

หากก้นมหาสมุทรของดาวเคราะห์ปกคลุมด้วยชั้นน้ำแข็งหนา น้ำที่เป็นของเหลวจะขาดการสัมผัสกับหินซิลิเกตที่เป็นของแข็ง หากไม่มีการสัมผัสดังกล่าว แร่ธาตุในนั้นก็ไม่มีที่มาที่ไป ที่แย่ไปกว่านั้น วัฏจักรคาร์บอนจะหยุดชะงัก

เริ่มจากแร่ธาตุกันก่อน หากไม่มีฟอสฟอรัส ชีวิต - ในรูปแบบที่เรารู้จัก - เป็นไปไม่ได้ เพราะหากไม่มีมัน จะไม่มีนิวคลีโอไทด์และดังนั้นจึงไม่มี DNA มันจะยากถ้าไม่มีแคลเซียม - ตัวอย่างเช่นกระดูกของเราประกอบด้วยไฮดรอกซีลาพาไทต์ซึ่งไม่สามารถทำได้หากไม่มีฟอสฟอรัสและแคลเซียม ปัญหาเกี่ยวกับความพร้อมขององค์ประกอบบางอย่างบางครั้งเกิดขึ้นบนโลก ตัวอย่างเช่น ในออสเตรเลียและอเมริกาเหนือในหลายท้องที่ มีการปะทุของภูเขาไฟเป็นเวลานานอย่างผิดปกติ และในดินบางแห่งขาดซีลีเนียมอย่างรุนแรง (เป็นส่วนหนึ่งของกรดอะมิโนที่จำเป็นต่อชีวิต). จากสิ่งนี้ วัว แกะ และแพะขาดซีลีเนียม และบางครั้งสิ่งนี้นำไปสู่ความตายของปศุสัตว์ (การเพิ่มซีลีไนต์ในอาหารปศุสัตว์ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดายังถูกควบคุมโดยกฎหมาย)

นักวิจัยบางคนแนะนำว่าปัจจัยเพียงประการเดียวของการมีอยู่ของแร่ธาตุควรทำให้มหาสมุทรและดาวเคราะห์เป็นทะเลทรายทางชีววิทยาที่แท้จริงซึ่งชีวิตถ้ามีจะหายากมาก และเราไม่ได้พูดถึงรูปแบบที่ซับซ้อนจริงๆ

แอร์เสีย

นอกจากการขาดแร่ธาตุแล้ว นักทฤษฎียังได้ค้นพบปัญหาที่อาจเกิดขึ้นประการที่สองของดาวเคราะห์-มหาสมุทร ซึ่งบางทีอาจมีความสำคัญมากกว่าปัญหาแรกด้วยซ้ำ เรากำลังพูดถึงความผิดปกติในวัฏจักรคาร์บอน บนโลกของเรา เขาเป็นเหตุผลหลักสำหรับการดำรงอยู่ของสภาพอากาศที่ค่อนข้างคงที่ หลักการของวัฏจักรคาร์บอนนั้นเรียบง่าย: เมื่อโลกเย็นเกินไป หินดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จะช้าลงอย่างรวดเร็ว (กระบวนการดูดซับดังกล่าวดำเนินไปอย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่นเท่านั้น) ในเวลาเดียวกัน "อุปทาน" ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีการปะทุของภูเขาไฟก็ดำเนินไปในอัตราที่เท่ากัน เมื่อการจับก๊าซลดลงและการจ่ายไม่ลดลง ความเข้มข้นของ CO₂ จะเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติ ดาวเคราะห์อย่างที่คุณทราบนั้นอยู่ในสุญญากาศของอวกาศระหว่างดาวเคราะห์และวิธีเดียวที่จะสูญเสียความร้อนสำหรับพวกมันคือการแผ่รังสีในรูปของคลื่นอินฟราเรด คาร์บอนไดออกไซด์ดูดซับรังสีดังกล่าวจากพื้นผิวโลก ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้บรรยากาศอุ่นขึ้นเล็กน้อย สิ่งนี้จะระเหยไอน้ำออกจากผิวน้ำของมหาสมุทร ซึ่งดูดซับรังสีอินฟราเรดด้วย (ก๊าซเรือนกระจกอื่น) เป็นผลให้ CO₂ ทำหน้าที่เป็นผู้ริเริ่มหลักในกระบวนการให้ความร้อนแก่โลก

เป็นกลไกนี้ที่นำไปสู่ความจริงที่ว่าธารน้ำแข็งบนโลกสิ้นสุดไม่ช้าก็เร็ว นอกจากนี้เขายังไม่อนุญาตให้มันร้อนเกินไป: ที่อุณหภูมิสูงเกินไปคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกจับโดยหินเร็วกว่าหลังจากนั้นเนื่องจากการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกจึงค่อยๆจมลงในเสื้อคลุม ระดับ CO₂น้ำตกและอากาศจะเย็นลง

ความสำคัญของกลไกนี้สำหรับโลกของเราแทบจะไม่สามารถประเมินค่าสูงไปได้เลย ลองนึกภาพสักครู่ว่าเครื่องปรับอากาศคาร์บอนเสีย: สมมติว่าภูเขาไฟหยุดการปะทุและไม่ส่งคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากส่วนลึกของโลกอีกต่อไปซึ่งครั้งหนึ่งเคยลงมาที่นั่นพร้อมกับแผ่นทวีปเก่า น้ำแข็งแรกสุดจะกลายเป็นนิรันดร์อย่างแท้จริง เพราะยิ่งมีน้ำแข็งบนดาวเคราะห์มากเท่าไร รังสีดวงอาทิตย์ก็จะยิ่งสะท้อนสู่อวกาศมากขึ้นเท่านั้น และส่วนใหม่ของCO₂ จะไม่สามารถทำให้โลกเย็นลงได้: มันจะไม่มีที่มาที่ไป

ในทางทฤษฎี มันควรจะอยู่บนดาวเคราะห์-มหาสมุทร แม้ว่าการปะทุของภูเขาไฟในบางครั้งสามารถทะลุเปลือกของน้ำแข็งแปลกตาที่ด้านล่างของมหาสมุทรดาวเคราะห์ได้ แต่ก็มีประโยชน์เพียงเล็กน้อยแท้จริงแล้วบนพื้นผิวโลกใต้ทะเล ไม่มีหินใดที่สามารถจับคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินได้ นั่นคือการสะสมที่ไม่สามารถควบคุมได้และด้วยเหตุนี้ความร้อนสูงเกินไปของดาวเคราะห์

สิ่งที่คล้ายกัน - จริง ไม่มีมหาสมุทรของดาวเคราะห์ - เกิดขึ้นบนดาวศุกร์ ไม่มีการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกบนดาวเคราะห์ดวงนี้แม้ว่าเหตุใดสิ่งนี้จึงยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ดังนั้น การปะทุของภูเขาไฟที่นั่น ทะลุผ่านเปลือกโลกเป็นบางครั้ง ทำให้คาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ แต่พื้นผิวไม่สามารถผูกมัดได้: แผ่นทวีปไม่จมและแผ่นใหม่จะไม่ลอยขึ้น ดังนั้นพื้นผิวของแผ่นพื้นที่มีอยู่ได้ผูกCO.ทั้งหมดแล้ว₂ซึ่งสามารถดูดซับได้และไม่สามารถดูดซับได้มากขึ้นและบนดาวศุกร์ร้อนมากจนตะกั่วจะยังคงเป็นของเหลวอยู่ที่นั่นเสมอ และแม้ว่าตามแบบจำลองแล้ว ด้วยชั้นบรรยากาศของโลกและวัฏจักรคาร์บอน ดาวเคราะห์ดวงนี้จะกลายเป็นแฝดที่อาศัยอยู่ได้ของโลก

มีชีวิตที่ปราศจากเครื่องปรับอากาศหรือไม่?

นักวิจารณ์ของ "ลัทธิชาตินิยมบก" (ตำแหน่งที่ชีวิตเป็นไปได้เฉพาะใน "สำเนาของโลก" ดาวเคราะห์ที่มีสภาพพื้นดินอย่างเคร่งครัด) ถามคำถามทันที: ทำไมในความเป็นจริงทุกคนตัดสินใจว่าแร่ธาตุจะไม่สามารถทะลุผ่าน ชั้นของน้ำแข็งที่แปลกใหม่? ยิ่งฝาปิดแข็งแรงและไม่ทะลุผ่านมากกว่าสิ่งที่ร้อน พลังงานก็จะสะสมอยู่ใต้ฝาปิดมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งมีแนวโน้มที่จะแตกออก ที่นี่คือดาวศุกร์ - แผ่นเปลือกโลกดูเหมือนจะไม่มีอยู่จริง และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็หนีออกมาจากส่วนลึกในปริมาณจนไม่มีชีวิตจากมันในความหมายที่แท้จริงของคำ ดังนั้นจึงเป็นไปได้เช่นเดียวกันกับการกำจัดแร่ธาตุขึ้นด้านบน - หินที่เป็นของแข็งในระหว่างการปะทุของภูเขาไฟจะตกลงมาอย่างสมบูรณ์

ถึงกระนั้น ปัญหาอื่นยังคงอยู่ - "เครื่องปรับอากาศเสีย" ของวัฏจักรคาร์บอน ดาวเคราะห์ในมหาสมุทรสามารถอยู่อาศัยได้โดยปราศจากมันหรือไม่?

มีหลายวัตถุในระบบสุริยะที่คาร์บอนไดออกไซด์ไม่ได้ทำหน้าที่ควบคุมสภาพอากาศเลย ที่นี่คือไททัน ดวงจันทร์ดวงใหญ่ของดาวเสาร์

ไทเทเนียม. ภาพ: NASA / JPL-Caltech / Stéphane Le Mouélic, University of Nantes, Virginia Pasek, University of Arizona

ร่างกายมีน้อยมากเมื่อเทียบกับมวลของโลก อย่างไรก็ตาม มันก่อตัวขึ้นไกลจากดวงอาทิตย์ และการแผ่รังสีของแสงไม่ "ระเหย" ธาตุแสง ซึ่งรวมถึงไนโตรเจนด้วย สิ่งนี้ทำให้ไททันมีบรรยากาศที่เกือบจะเป็นไนโตรเจนบริสุทธิ์ ซึ่งเป็นก๊าซชนิดเดียวกับที่ครองโลกของเรา แต่ความหนาแน่นของบรรยากาศไนโตรเจนในนั้นสูงกว่าของเราสี่เท่า - ด้วยแรงโน้มถ่วงจะอ่อนลงเจ็ดเท่า

เมื่อมองแวบแรกเกี่ยวกับสภาพอากาศของไททัน จะรู้สึกมั่นคงว่ามีเสถียรภาพอย่างยิ่ง แม้ว่าจะไม่มีเครื่องปรับอากาศ "คาร์บอน" ในรูปแบบโดยตรงก็ตาม พอจะพูดได้ว่าความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างขั้วกับเส้นศูนย์สูตรของไททันนั้นแตกต่างกันเพียงสามองศา หากสถานการณ์บนโลกเป็นเหมือนเดิม โลกจะมีประชากรที่เท่าเทียมกันมากขึ้นและโดยทั่วไปแล้วจะเหมาะสมสำหรับการดำรงชีวิตมากกว่า

นอกจากนี้ การคำนวณโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่งได้แสดงให้เห็น: ด้วยความหนาแน่นของบรรยากาศสูงกว่าความหนาแน่นของโลกถึงห้าเท่า ซึ่งสูงกว่าไททันหนึ่งในสี่ส่วน แม้แต่ปรากฏการณ์เรือนกระจกของไนโตรเจนเพียงอย่างเดียวก็เพียงพอแล้วสำหรับความผันผวนของอุณหภูมิที่ลดลง จนเกือบเป็นศูนย์ บนดาวเคราะห์ดวงนั้น ทั้งกลางวันและกลางคืน ทั้งที่เส้นศูนย์สูตรและที่ขั้วโลก อุณหภูมิจะเท่ากันเสมอ ชีวิตทางโลกสามารถฝันถึงสิ่งนั้นได้เท่านั้น

ดาวเคราะห์ - มหาสมุทรในแง่ของความหนาแน่นนั้นอยู่ที่ระดับไททัน (1, 88 g / cm ³) และไม่ใช่ Earth (5, 51 g / cm ³) สมมุติว่าดาวเคราะห์สามดวงในเขตที่อยู่อาศัยของ TRAPPIST-1 40 ปีแสงจากเรามีความหนาแน่น 1.71 ถึง 2.18 g / cm³ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เป็นไปได้มากว่าดาวเคราะห์ดังกล่าวมีความหนาแน่นของบรรยากาศไนโตรเจนมากเกินพอที่จะมีสภาพอากาศที่เสถียรเนื่องจากไนโตรเจนเพียงอย่างเดียว คาร์บอนไดออกไซด์ไม่สามารถทำให้พวกมันกลายเป็นดาวศุกร์ที่ร้อนแดงได้ เพราะน้ำจำนวนมากจริงๆ สามารถจับคาร์บอนไดออกไซด์ได้มาก แม้จะไม่มีแผ่นเปลือกโลกก็ตาม (คาร์บอนไดออกไซด์ถูกน้ำดูดซับ ยิ่งความดันสูงก็ยิ่งกักเก็บได้มากเท่านั้น).

ทะเลทรายใต้ทะเลลึก

ด้วยแบคทีเรียจากต่างดาวและอาร์เคียที่สมมุติขึ้น ทุกอย่างดูเรียบง่าย พวกมันสามารถอยู่ในสภาวะที่ยากลำบาก และด้วยเหตุนี้พวกมันจึงไม่ต้องการองค์ประกอบทางเคมีมากมายเลย มันยากกว่าสำหรับพืชและการใช้ชีวิตที่มีการจัดการสูงโดยเสียค่าใช้จ่าย

ดังนั้น ดาวเคราะห์ในมหาสมุทรจึงสามารถมีสภาพอากาศที่เสถียร ซึ่งน่าจะมีเสถียรภาพมากกว่าที่โลกมี นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ว่ามีแร่ธาตุจำนวนมากที่ละลายในน้ำ และถึงกระนั้นชีวิตก็ไม่มี Shrovetide เลย

ลองมาดูที่โลก ยกเว้นช่วงหลายล้านปีที่ผ่านมา ดินแดนของมันคือสีเขียวอย่างยิ่ง แทบไม่มีทะเลทรายสีน้ำตาลหรือสีเหลืองเลย แต่มหาสมุทรไม่ได้ดูเป็นสีเขียวเลย ยกเว้นบริเวณชายฝั่งทะเลแคบๆ บางแห่ง ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น?

ความจริงก็คือว่าบนโลกของเรา มหาสมุทรเป็นทะเลทรายทางชีวภาพ ชีวิตต้องการคาร์บอนไดออกไซด์: มัน "สร้าง" สิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ของพืชและจากมันเท่านั้นที่สามารถเลี้ยงสัตว์ได้ หากมี CO ในอากาศรอบตัวเรา₂ มากกว่า 400 ppm ณ ขณะนี้ พืชพรรณกำลังเบ่งบาน ถ้ามันน้อยกว่า 150 ส่วนต่อล้าน ต้นไม้ทั้งหมดจะตาย (และสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นในหนึ่งพันล้านปี) มีCO.น้อยกว่า 10 ส่วน₂ ต่อล้านพืชทั้งหมดจะตายโดยทั่วไป และด้วยพวกมันทุกรูปแบบของชีวิตที่ซับซ้อนจริงๆ

เมื่อมองแวบแรก นี่น่าจะหมายความว่าทะเลเป็นพื้นที่กว้างใหญ่สำหรับชีวิต อันที่จริง มหาสมุทรของโลกมีคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าบรรยากาศร้อยเท่า ดังนั้นควรมีวัสดุก่อสร้างสำหรับพืชเป็นจำนวนมาก

ในความเป็นจริง ไม่มีอะไรเพิ่มเติมจากความจริง น้ำในมหาสมุทรของโลกอยู่ที่ 1.35 ล้านล้านตัน และชั้นบรรยากาศมีมากกว่า 5 พันล้านล้านตัน นั่นคือมี CO น้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัดในน้ำหนึ่งตัน₂กว่าอากาศหนึ่งตัน พืชน้ำในมหาสมุทรของโลกมักจะมีCO.น้อยกว่ามาก₂ ในการกำจัดของพวกเขามากกว่าภาคพื้นดิน

ที่เลวร้ายกว่านั้น พืชน้ำมีอัตราการเผาผลาญที่ดีในน้ำอุ่นเท่านั้น กล่าวคือในนั้นCO₂ อย่างน้อยที่สุดเพราะความสามารถในการละลายในน้ำจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ดังนั้น สาหร่าย - เมื่อเปรียบเทียบกับพืชบนบก - มีอยู่ภายใต้เงื่อนไขของการขาด CO มหาศาลอย่างต่อเนื่อง₂.

นั่นคือเหตุผลที่ความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ในการคำนวณชีวมวลของสิ่งมีชีวิตบนบกแสดงให้เห็นว่าทะเลซึ่งครอบครองสองในสามของโลกนั้นมีส่วนสนับสนุนเล็กน้อยต่อมวลชีวภาพทั้งหมด ถ้าเราหามวลรวมของคาร์บอนซึ่งเป็นวัสดุหลักในมวลแห้งของสิ่งมีชีวิตใด ๆ - ผู้อยู่อาศัยในแผ่นดินก็จะเท่ากับ 544 พันล้านตัน และในร่างของผู้อยู่อาศัยในทะเลและมหาสมุทร - เพียงหกพันล้านตันเศษจากโต๊ะของอาจารย์มากกว่าร้อยละเล็กน้อย

ทั้งหมดนี้อาจนำไปสู่ความเห็นว่าถึงแม้ชีวิตบนดาวเคราะห์ในมหาสมุทรจะเป็นไปได้ แต่ก็ไม่น่าดูมาก ชีวมวลของโลก ถ้าถูกปกคลุมด้วยมหาสมุทรหนึ่ง สิ่งอื่นๆ ทั้งหมดเท่าเทียมกัน ในแง่ของคาร์บอนแห้ง จะเหลือเพียง 10 พันล้านตัน ซึ่งน้อยกว่าที่เป็นอยู่ตอนนี้ห้าสิบเท่า

อย่างไรก็ตาม ที่นี่ยังเร็วเกินไปที่จะยุติโลกแห่งน้ำ ความจริงก็คือว่าที่ความดันสองบรรยากาศแล้ว ปริมาณ CO₂ซึ่งสามารถละลายในน้ำทะเลได้มากกว่าสองเท่า (สำหรับอุณหภูมิ 25 องศา) ด้วยชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นกว่าโลก 4-5 เท่า และนี่คือสิ่งที่คุณคาดหวังจากดาวเคราะห์อย่าง TRAPPIST-1e, g และ f จริงๆ แล้ว อาจมีคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำมากจนน้ำในมหาสมุทรท้องถิ่นจะเริ่มเข้าใกล้ อากาศของโลก กล่าวอีกนัยหนึ่ง พืชน้ำบนดาวเคราะห์และมหาสมุทรพบว่าตัวเองอยู่ในสภาพที่ดีกว่าบนโลกของเรามาก และที่ใดมีชีวมวลสีเขียวมากกว่า และสัตว์ก็มีฐานอาหารที่ดีกว่า นั่นคือไม่เหมือนโลก ทะเลของดาวเคราะห์-มหาสมุทรอาจไม่ใช่ทะเลทราย แต่เป็นโอเอซิสแห่งชีวิต

ดาวเคราะห์ซาร์กัสโซ

แต่จะทำอย่างไรถ้าดาวเคราะห์ในมหาสมุทรเนื่องจากความเข้าใจผิดยังคงมีความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศของโลกอยู่? และทุกอย่างก็ไม่เลวร้ายนักที่นี่ บนโลกนี้ สาหร่ายมักจะเกาะติดกับก้นหอย แต่ในกรณีที่ไม่มีเงื่อนไข ปรากฏว่าพืชน้ำสามารถว่ายได้

สาหร่าย sargassum บางชนิดใช้ถุงที่เติมอากาศ (คล้ายกับองุ่น ดังนั้น คำว่า "sargasso" ในภาษาโปรตุเกสในชื่อทะเล Sargasso) เพื่อให้ลอยตัว และในทางทฤษฎีแล้ว วิธีนี้ช่วยให้คุณเก็บ CO₂ จากอากาศไม่ใช่จากน้ำซึ่งเป็นที่หายาก เนื่องจากการลอยตัวของพวกมัน พวกมันจึงทำการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ง่ายขึ้น จริงอยู่ สาหร่ายดังกล่าวสืบพันธุ์ได้ดีที่อุณหภูมิน้ำค่อนข้างสูงเท่านั้น ดังนั้นบนโลกจึงค่อนข้างดีในบางสถานที่เท่านั้น เช่น ทะเลซาร์กัสโซที่น้ำอุ่นมาก หากดาวเคราะห์ในมหาสมุทรมีความอบอุ่นเพียงพอ แม้แต่ความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศของโลกก็ไม่ใช่อุปสรรคสำหรับพืชทะเลที่ผ่านไม่ได้ พวกเขาอาจใช้CO₂ จากชั้นบรรยากาศหลีกเลี่ยงปัญหาคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำในน้ำอุ่น

สาหร่ายซาร์กัสโซ ภาพ: Allen McDavid Stoddard / Photodom / Shutterstock

สิ่งที่น่าสนใจคือ สาหร่ายที่ลอยอยู่ในทะเลซาร์กัสโซเดียวกันนั้นก่อให้เกิดระบบนิเวศที่ลอยอยู่ทั้งหมด ซึ่งคล้ายกับ "ดินแดนลอยน้ำ" ปูอาศัยอยู่ที่นั่นซึ่งการลอยตัวของสาหร่ายก็เพียงพอที่จะเคลื่อนที่บนพื้นผิวของมันราวกับว่ามันเป็นดิน ตามทฤษฎีแล้ว ในพื้นที่สงบของดาวเคราะห์ในมหาสมุทร กลุ่มพืชทะเลที่ลอยอยู่สามารถพัฒนาชีวิต "บนบก" ได้ค่อนข้างมาก แม้ว่าคุณจะไม่พบแผ่นดินที่นั่นก็ตาม

ตรวจสอบสิทธิ์ของคุณ Earthling

ปัญหาในการระบุสถานที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการค้นหาชีวิตคือจนถึงขณะนี้ เรามีข้อมูลเพียงเล็กน้อยที่จะช่วยให้เราระบุพาหะนำชีวิตที่มีแนวโน้มมากที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ที่เสนอชื่อได้ โดยตัวมันเอง แนวคิดของ "เขตที่อยู่อาศัย" ไม่ใช่ผู้ช่วยที่ดีที่สุดที่นี่ ในนั้น ดาวเคราะห์เหล่านั้นถือว่าเหมาะสมสำหรับชีวิตที่ได้รับพลังงานเพียงพอจากดาวของพวกมัน เพื่อรองรับแหล่งกักเก็บของเหลวอย่างน้อยก็ส่วนหนึ่งของพื้นผิวของพวกมัน ในระบบสุริยะ ทั้งดาวอังคารและโลกอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ แต่สิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนครั้งแรกบนพื้นผิวนั้นมองไม่เห็น

สาเหตุหลักมาจากที่นี่ไม่ใช่โลกเดียวกับโลกที่มีบรรยากาศและไฮโดรสเฟียร์แตกต่างกันโดยพื้นฐาน การแสดงเชิงเส้นในรูปแบบของ "ดาวเคราะห์ - มหาสมุทรคือโลก แต่ปกคลุมด้วยน้ำเท่านั้น" สามารถนำเราไปสู่ความเข้าใจผิดแบบเดียวกับที่เมื่อต้นศตวรรษที่ 20 มีอยู่เกี่ยวกับความเหมาะสมของดาวอังคารสำหรับชีวิต มหาสมุทรจริงอาจแตกต่างกันอย่างมากจากโลกของเรา พวกมันมีชั้นบรรยากาศที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง กลไกการรักษาเสถียรภาพของสภาพอากาศที่แตกต่างกัน และแม้แต่กลไกที่แตกต่างกันในการจัดหาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้กับพืชทะเล

ความเข้าใจโดยละเอียดว่าโลกน้ำทำงานอย่างไรจริง ๆ ทำให้เราเข้าใจล่วงหน้าว่าเขตที่อยู่อาศัยจะเป็นอย่างไรสำหรับพวกเขา และด้วยเหตุนี้จึงเข้าใกล้การสังเกตการณ์อย่างละเอียดของดาวเคราะห์ดังกล่าวในเจมส์ เว็บบ์และกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่อื่นๆ ที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นไปได้อย่างรวดเร็ว

โดยสรุปแล้ว เราไม่สามารถยอมรับได้ว่าจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ความคิดของเราเกี่ยวกับโลกที่มีคนอาศัยอยู่จริงๆ และไม่ได้อาศัยอยู่ ได้รับความเดือดร้อนมากเกินไปจากลัทธิมานุษยวิทยาและ geocentrism และตามที่ปรากฏจาก "sushcentrism" - ความเห็นว่าถ้าตัวเราเองลุกขึ้นบนบกก็เป็นสถานที่ที่สำคัญที่สุดในการพัฒนาชีวิตและไม่เพียง แต่บนโลกของเราเท่านั้น แต่ยังอยู่ในดวงอาทิตย์ดวงอื่นด้วย บางทีการสังเกตในปีต่อ ๆ ไปอาจไม่ปล่อยให้หินหายไปจากมุมมองนี้