В то время как астрономы пытаются выяснить, какие планеты они пригодны для жизни, есть ряд вещей, которые следует учитывать. Насколько они близки к своей родительской звезде? Из чего сделаны их атмосферы? И после того, как эти ответы выяснены, есть еще один вопрос: сколько минералов находится на поверхности планеты?
В своем сегодняшнем выступлении Роберт Хейзен из Вашингтонского института Карнеги изложил свои выводы, свидетельствующие о том, что две трети минералов на Земле могли возникнуть в результате самой жизни. Эта концепция не нова - он и его команда впервые опубликовали об этом в 2008 году - но его результаты были сделаны до появления множества экзопланет, открытых космическим телескопом Кеплера.
По мере того, как будет получено больше информации об этих далеких мирах, будет интересно посмотреть, можно ли применить его результаты - если бы мы могли обнаружить минералы издалека.
«Мы живем на планете удивительной красоты, и когда вы смотрите на нее с нашей близкой луны, вы видите, что это, очевидно, очень динамичная планета», - сказал Хейзен делегатам на весеннем симпозиуме «Жилые миры во времени и пространстве». из Научного института космического телескопа, который транслируется на этой неделе (28 апреля - 1 мая).
Он утверждал, что планеты не обязательно начинаются таким образом, но в своем выступлении он сказал, что будет приглашать комментарии и вопросы о своей работе для альтернативных процессов. Его команда считает, что минералы и жизнь сосуществовали: жизнь стала более сложной, а количество минералов со временем увеличилось.
Первым минералом в космосе были, вероятно, алмазы, которые образовались в сверхновых. Эти звездные взрывы - то, где были созданы более тяжелые элементы в нашем космосе, делая вселенную более богатой, чем ее первоначальный суп из водорода и гелия.
На самом деле, по словам Хазена, существует 10 элементов, которые были ключевыми в формировании Земли, а также других планет в нашей солнечной системе (что также означает, что они предположительно будут применяться к экзопланетам). Это были углерод, азот, кислород, магний, кремний, углерод, титан, железо и азот, которые образовали около десятка минералов на ранней Земле.
Но вот в чем дело. Сегодня на Земле насчитывается более 4900 минералов, которые образуются из 72 основных элементов. Довольно перемены.
Группа Хазена предлагает 10 этапов эволюции:
- Первичные минералы хондрита (4,56 миллиарда лет назад) - то, что было вокруг, когда солнечная туманность, образовавшая нашу солнечную систему, остыла. 60 видов минералов в это время.
- Планетезималы - или протопланеты - изменяются при ударах (4,56 бе до 4,55 беа). Здесь возникли полевые шпаты, слюды, глины и кварц. 250 минеральных видов.
- Формирование планеты (от 4,55 до 3,5 беа). На «сухой» планете, такой как Меркурий, эволюция остановилась на уровне около 300 видов минералов, в то время как на «более влажных» планетах, таких как Марс, было бы около 420 видов минералов, включая гидроксиды и глины, полученные в результате таких процессов, как вулканизм и льды.
- Гранитная формация (более 3,5 BYA). 1000 видов минералов, включая берилл и танталит.
- Тектоника плит (более 3 бэа). 1500 минеральных видов. Увеличение вызвано такими изменениями, как новые типы вулканизма и метаморфические изменения под высоким давлением внутри Земли.
Эти стадии выше примерно так же далеко, как если бы вы оказались на планете без жизни, сказал Хазен. Что касается оставшихся этапов на Земле, то вот они:
- Аноксическая биосфера (от 4 до 2,5 BYA), снова около 1500 минеральных видов, существующих в ранней атмосфере. Здесь произошел рост хемолитоавтотрофов, или жизни, которая получает энергию от окисления неорганических соединений.
- Палеопротерозойское окисление (от 2,5 до 1,5 BYA) - огромный рост минеральных видов до 4500, поскольку кислород становится доминирующим игроком в атмосфере. «Мы пытаемся понять, действительно ли это так для любой другой планеты или существуют альтернативные пути», - сказал Хазен.
И последними тремя этапами вплоть до сегодняшнего дня были появление больших океанов, глобальный ледниковый период, а затем (за последние 540 миллионов лет или около того) биоминерализация или процесс живых организмов, производящих минералы. Эта последняя стадия включала развитие корней деревьев, что привело к появлению таких видов, как грибы, микробы и черви.
Здесь следует отметить, что кислород не обязательно указывает на сложную жизнь. Однако спикер Дэвид Кэтлинг из Вашингтонского университета отметил, что кислород поднялся в атмосферу около 2,4 миллиарда лет назад, что совпало с появлением сложной жизни.
Животные, какими мы их понимаем, могли быть «невозможными для большей части истории Земли, потому что они не могли дышать», отметил он. Но по этому вопросу потребуется больше исследований. В конце концов, мы нашли жизнь только на одной планете: Земле.
Конференция STSCI продолжается до 1 мая; Вы можете увидеть повестку дня здесь.
