Mengapa Bumi bukan tempat terbaik untuk hidup

Daftar Isi:

Mengapa Bumi bukan tempat terbaik untuk hidup
Mengapa Bumi bukan tempat terbaik untuk hidup
Anonim

Tanyakan siapa saja: planet mana yang paling keren di alam semesta? Sebagian besar tentu saja akan menamai Bumi. Memang, dari semua dunia yang kita kenal, dunia ini adalah satu-satunya yang nyaman bagi kehidupan dan manusia. Matahari berada pada jarak yang wajar, menyediakan pasokan energi yang konstan dan moderat. Atmosfer padat mempertahankan panas dan kelembaban, sedangkan magnetosfer melindungi permukaan dari radiasi.

Lempeng tektonik perlahan bercampur dan memperbaharui litosfer dengan mineral baru. Lautan yang luas menenangkan iklim, kemiringan sumbu rotasi planet menciptakan musim, dan Bulan yang besar menstabilkan gerakan ini. Anda dapat menghitung untuk waktu yang lama, mencapai sampai ke Jupiter, yang seharusnya melindungi Bumi dari dampak meteorit yang sering terjadi, "menangkap" mereka dalam jumlah besar gravitasi yang kuat. Tampaknya, apa yang bisa lebih baik daripada set yang begitu sempurna?

Tapi itu semua tergantung pada apa yang dianggap terbaik. Jika kita mempertimbangkan kelayakhunian planet ini dari sudut pandang kemanusiaan, disesuaikan dengan Bumi asalnya, maka mungkin tidak ada kandidat lain. Tapi mari kita melihat lebih luas dan berpikir, apakah itu benar-benar sempurna? Memang, dari sudut pandang kelayakhunian, dengan demikian, planet kita dalam banyak hal merupakan garis batas, kasus ekstrem, dan planet yang cocok di dekat bintang yang jauh dapat mendukung biosfer yang jauh lebih kaya dan lebih beragam daripada kita.

Hidup di perbatasan

Kondisi kunci untuk kehidupan (setidaknya untuk bentuk kehidupan yang kita pahami) adalah kehangatan dan kelembapan. Oleh karena itu, area di sekitar bintang, di mana suhunya cukup moderat dan memungkinkan air cair yang meleleh tetap berada di permukaan planet, disebut zona layak huni. Batas-batasnya tergantung pada ukuran dan kecerahan bintang, dan perhitungan yang dilakukan pada tahun 2013 menunjukkan bahwa untuk Matahari wilayah ini berada antara 0, 99 dan 1,7 unit astronomi. Ingatlah bahwa 1 a.u. sesuai dengan radius rata-rata orbit bumi, dan ternyata planet kita terletak di tepi terdalam zona layak huni, jauh dari pusat optimalnya.

Image
Image

Bumi di tepi zona layak huni Matahari

Apalagi kecerahan Matahari berangsur-angsur meningkat. Empat miliar tahun yang lalu, ketika kehidupan dimulai di Bumi, hampir sepertiga lebih redup. Planet itu berada di luar zona layak huni: tidak ada cukup radiasi untuk melelehkan lautannya. Diasumsikan bahwa Bumi kemudian menerima panas tambahan dari proses vulkanik dan rumah kaca. Hanya seiring waktu, bintang "dipercepat" dan "berkobar", membuat planet ini benar-benar nyaman. Ada kemungkinan bahwa inilah mengapa kehidupan bertahan dalam bentuk yang paling sederhana begitu lama, dan organisme multiseluler pertama muncul hanya sekitar satu miliar tahun yang lalu.

Hewan yang rumit telah muncul sama sekali "baru-baru ini", selama ledakan Kambrium. Selama 540 juta tahun terakhir, biosfer telah menjadi sangat beragam, telah menguasai tanah dan telah berubah dari moluska primitif menjadi burung beo dan birokrasi yang cerdas. Ada kemungkinan bahwa lokasi yang lebih baik di dalam zona layak huni akan memberi kehidupan Bumi beberapa miliar tahun lagi. Atau bahkan beberapa lusin.

Lebih banyak lebih baik

Nah, atau mari kita ambil dimensinya. Bumi adalah planet berbatu terbesar di tata surya, dan besarnya itulah yang memungkinkannya menahan panas internal untuk waktu yang lama, sehingga seiring waktu litosfer akan bergerak dan lempeng tektonik akan mulai. Baik Venus, maupun Mars atau Merkurius tidak memilikinya. Sementara itu, di sini juga, Bumi baru saja "merangkak" ke dalam batas yang sesuai: model memprediksi bahwa lempeng tektonik akan lebih mudah terjadi di planet berbatu yang lebih besar, dengan berat sekitar dua massa Bumi.

Image
Image

Di antara planet ekstrasurya besar yang kita kenal - dengan radius lebih dari 1, 2 jari-jari Bumi - lebih dari planet tipe Bumi

Di planet kita, tektonik difasilitasi oleh kelebihan air, yang bercampur dengan mineral silikat litosfer, mengubah titik lelehnya. Seandainya Bumi lebih masif, ini tidak akan diperlukan, dan kehidupan akan menerima lebih banyak ruang dan berbagai kondisi untuk pengembangan. Mungkin hal yang sama dapat dikatakan tentang iklim: catatan fosil menunjukkan bahwa biosfer menjadi sangat beragam selama periode ketika planet menjadi lebih hangat dari biasanya. Ada kemungkinan bahwa suhu optimal untuk biosfer harus sedikit lebih tinggi daripada di sini. Demikian juga, kandungan oksigen yang ideal harus 30-35%, bukan 21% saat ini.

Kira-kira beginilah argumen astrofisikawan Rene Heller dan John Armstrong, yang pada tahun 2014, dalam sebuah artikel yang diterbitkan di majalah Astrobiology, membuat planet kita dikritik secara komprehensif dan mengajukan konsep dunia "super-layak huni". Namun, mereka mulai dengan Matahari itu sendiri, menunjukkan bahwa kehidupan dapat menemukan kondisi optimal di bintang yang lebih redup dan lebih tenang.

Bintang air dangkal

Bintang seperti itu harus termasuk dalam kelas spektral K - oranye, dan bukan katai kuning, seperti Matahari kita (itu milik kelas G, tetapi tetangga Alpha Centravra B hanyalah katai oranye). Bintang K ada beberapa kali lebih lama dari G - hampir seperti katai merah yang lebih redup, tetapi, tidak seperti mereka, mereka tidak menunjukkan suar yang sering, tidak terduga, dan kuat seperti yang mereka lakukan. Semua ini menciptakan dasar untuk kondisi yang sangat panjang dan stabil di orbit di sekitar bintang semacam itu.

Tentu saja, kelas K tidak begitu besar dan terang: bintang-bintang ini memiliki massa 0,5 hingga 0,8 massa matahari dan luminositas tidak lebih dari 0,6 massa matahari. Oleh karena itu, zona layak huni jauh lebih dekat dengan mereka, dan untuk kelayakhunian super, planet harus bergerak dalam orbit yang lebih pendek, lebih dekat ke pusat area ini. Sangat diharapkan bahwa ada beberapa dunia seperti itu dalam sistem, yang akan memberi mereka pertukaran "embrio kehidupan" yang konstan - seperti yang mungkin telah terjadi antara Bumi dan Mars, sementara (dan jika) Mars dihuni.

Image
Image

Kepler-442b adalah planet yang hampir ideal untuk kehidupan

Jadi, lebih baik mengambil benda yang lebih besar, secara optimal - dua massa bumi dan 1, 2−1, 3 jari-jarinya. Peningkatan ukuran tidak hanya akan menyediakan lempeng tektonik dan ruang hidup yang lebih besar. Gravitasi yang kuat akan menahan lebih banyak air dan atmosfer yang lebih padat, membuatnya lebih mudah untuk mempertahankan suhu tinggi secara konsisten (sebaiknya sekitar 25 ° C, sekitar 10 derajat di atas suhu kita). Relief planet masif ini juga akan semakin halus. Ini akan memiliki lebih sedikit kedalaman yang miskin cahaya dan makanan, tetapi lebih hangat dan perairan dangkal yang hidup. Seperti yang dikomentari seorang pengamat, dunia yang ideal akan memiliki lebih sedikit ekosistem yang beragam, tetapi masing-masing akan membuka potensi keanekaragaman hayati sepenuhnya.

Mengejar yang ideal

Heller dan Armstrong mencatat bahwa hampir semua karakteristik yang diperlukan untuk "kelayakhunian super" berasal dari satu hal utama - ukurannya meningkat dibandingkan dengan Bumi. Secara teoritis, dunia seperti itu seharusnya lebih banyak di ruang Galaxy daripada kita. Dan ada lebih banyak katai oranye daripada bintang tipe matahari kuning - menurut beberapa perkiraan, mereka mencapai hingga 9% dari total populasi bintang. Selain itu, setidaknya satu dunia yang cocok sudah diketahui.

Eksoplanet Kepler-442b, yang terletak di konstelasi Lyra, 1200 tahun cahaya dari Matahari, hampir memenuhi kondisi "kelayakhunian super". Itu berputar di sekitar bintang kelas K, jari-jarinya adalah 1, 3 terestrial, massa - 2, 3 terestrial. Sayangnya, suhu rata-rata di Kepler-442b jauh dari optimal: sekitar -2,5 ° C. Namun, ternyata, ini hanya contoh pertama, dan di masa depan kita akan menemukan banyak planet yang benar-benar ideal.

Image
Image

Spektrum aksi fotosintesis di Bumi

Ada kemungkinan bahwa vegetasi akan membantu mengidentifikasi dunia seperti itu - tentu saja, subur dan sama sekali tidak hijau. Spektrum bintang K berbeda dari matahari, dan langit planet yang sangat layak huni tidak akan sebiru milik kita. Area di mana pigmen tanaman terestrial menyerap cahaya berwarna merah, tetapi sebagian besar berada di wilayah biru-ungu (cahaya hijau dipantulkan). Namun, kelas K memancar lebih aktif dalam rentang merah dan inframerah, tetapi lebih lemah dalam warna biru dan ungu.

Oleh karena itu, diasumsikan bahwa di bawah cahaya seperti itu, tanaman akan memantulkan lebih banyak warna biru, sehingga daunnya akan lebih gelap daripada yang duniawi, lebih dekat ke ungu. Bahkan ada hipotesis bahwa selama waktu yang lama evolusi di dunia yang ideal, tanaman harus belajar untuk secara efektif menyerap semua cahaya yang jatuh pada mereka dan menjadi benar-benar hitam. Suatu hari nanti orang akan dapat berjalan melalui hutan Gotik yang gelap dan lebat. Sejauh yang kita ketahui, dengan latihan yang tepat, tubuh kita cukup mampu bergerak dengan gravitasi hingga 4 gravitasi Bumi. Dunia ideal juga hampir sempurna di sini.

Direkomendasikan: