Более семидесяти процентов поверхности Земли покрыто водой. Некоторые могут решить, что это излишнее, но новое исследование выносит предположение, что в этом отношении наш мир действительно уникальный, притом уникальный не таким образом, как можно было бы предположить. Речь идет о том, что экзопланеты, которые больше других пригодны для жизни, вероятнее всего, будут являться совсем водными мирами, в них до девятисот процентов всей поверхности будет занимать вода. И хотя подобные условия будут для примитивной морской жизни, скорее всего, великолепными, это станет настоящим проклятием для развивающихся цивилизаций.
Подобные выводы можно изучить на страницах одного из номеров журнала «Ежемесячные заметки Королевского астрономического общества». Пользуясь компьютерными моделями, астрономом Фергусом Симпсоном из Института космических наук при Барселонском университете были сделаны вычисления, что, вероятнее всего, обитаемые экзопланеты будут покрыты водой. При этом эта вода в большинстве случаев станет занимать до девятисот процентов площади всей поверхности данных планет.
Подобные результаты приводят к мысли, что со своими огромными земельными массивами Земля является уникальным космологическим явлением, так что найти нашей планеты подлинного близнеца может оказаться намного сложнее, чем мы предполагали. Кроме того, также это может оказаться в некотором роде объяснением, отчего до сих пор у нас не произошел контакт с внеземными разумными цивилизациями. Необходимо отметить, что такую идею уже выносили в рамках так называемой гипотезы уникальной Земли, говорящей о том, что земплеподобные планеты, которые позволяют содержать сложные организмы, для этой Вселенной исключительно редкие.
На этой картинке показано соотношение всей воды (синим) на Земле с размером планеты. Кому-то это может показаться неправдоподобным, но на самом деле поверхность нашей планеты относительно плоская
В своей работе Симпсон говорит, что для того, чтобы сразу иметь огромные океаны и большие наземные массы, планета должна соответствовать определенному балансу. При том факторами, которые этот баланс контролируют, являются: имеющийся на планете объем воды, размер свободного пространства, где может находиться эта вода, а также наличие динамических топографических особенностей, таких как огромные океанические бассейны и горные хребты. Если глубина океанов будет относительно маленькой, а высота над уровнем моря будет низкой, то в таком случае избытком воды покроется большая часть планеты, оставшейся поверхности. Земля имеет топографические особенности, позволяющие только лишь примерно двадцати девяти процентам суши быть выше уровня моря. Данное соотношение долгое время было довольно стабильным, и это дало возможность наземным животным, в том числе нам, возникнуть и развиться.
В исследовании Симпсона показано, что Земля на фоне его моделей по-настоящему исключение из правил. Его модели настаивают на том, что планеты, которые по-настоящему земплеподобны и пригодны для жизни, расположенные в так называемых обитаемых зонах (которые позволяют воде сохранять свою жидкую форму на поверхности планет) своих звезд в своем большинстве станут представлять именно водные миры. Более того, если внимательней приглядеться к нашей планете, то окажется, что наш мир сам не ушел далеко от того, чтобы быть покрытым водой полностью.
Все эти выводы,разумеется, не надо принимать за чистую монету хотя бы только потому, что они основаны не на наблюдениях за настоящими экзопланетами, а скорее являются квинтэссенцией наиболее свежих идей и выводов о планетарном формировании.
Шон Н. Рэймонд, астрофизик, который не принимал участия в исследовании говорит:«Я немного озадачен этой статьей», «Данное исследование мне кажется довольно интересным, но его мне интерпретировать сложно. Мы по-прежнему имеем очень много важных вопросов, которые не имеют ответа».
В решении общей задачи немаловажно ответить на вопрос о том, откуда вообще вода на планетах возникает. Споры на данную тему до сих пор продолжаются, но самая убедительная гипотеза на этот счет на данный момент связана с кометами и астероидами. Большинство ученых полагает, что воду на Землю принесли именно эти космические объекты. Если это на самом деле так, то будет почти невозможно будет подсчитать возможный объем воды на других планетах. В данном случае понадобится как минимум узнать среднее значение объема воды, который доставлен на нашу планету. Даже если это каким-то образом получится сделать, это не решит проблему все равно, так как для каждой звездной системы значения количества комет и астероидов, не говоря уже об объемах содержащихся в них воды, всегда будет очень разными.Будет просто невозможно посчитать все это.
«В «классической модели» формирования планет земной группы объем доставленной на Землю воды носит случайный показатель, поэтому нетрудно представить, что на гипотетической другой Земле этот объем может быть в десятки раз больше или в десятки раз меньше», — говорит Рэймонд.
«Также хотелось бы добавить, что согласно новым моделям объем поставок воды на Землю мог быть меньше, чем указывалось в других моделях. Основополагающую роль здесь играл скорее не качественный, а количественный характер доставки воды —астероиды и кометы доставляли ее к нам чаще, но в меньших объемах».
Рэймонд в этом случае намекает на выводы, которые сделаны на основе наблюдений, показывающих, что во внутренних границах Солнечной системы воды содержится меньше, чем во внешних.
«Я предполагаю, что водные миры могут существовать только за пределами так называемой линии вечной мерзлоты», — подключается к обсуждению темы Адам Сарафиан, магистрант кафедры изучения Земли, атмосферы и планет в Массачусетском технологическом институте.
«Эта линия вечной мерзлоты появилась на самых ранних этапах появления Солнечной системы, еще собственно до момента формирования самих планет. За пределами этой линии вода всегда будет оставаться в твердом состоянии в виде льда. Отсюда и наблюдения, которые показывают, что во внешних границах воды больше, чем во внутренних.Поэтому следовало бы ожидать наличие водных миров на внешних границах Солнечной системы, а не на внутренней, где располагаются относительно сухие планеты».
В обсуждаемом сегодня исследовании Сарафиан участия не принимал и в настоящий момент пытается выяснить, почему на Земле так много воды и как она сюда попала.
«Последние данные указывают на то, что во внутренние границы Солнечной системы вода попала очень рано, поэтому Марс действительно мог выглядеть как Земля (частично покрытым водой) вскоре после того, как сформировался», — говорит Сарафиан.
«Интерес изучения планет, расположенных ближе к Солнцу, выше, потому что звезда обеспечивает достаточно энергии для жизни и позволяет воде на поверхности оставаться в жидком состоянии. Наблюдение за вечной мерзлотой – это другой случай. Один лед и тьма».
Но есть другие факторы, которые стоит учитывать при решении вопроса о том, как Земля получила и способна содержать столько воды. Например, стоило бы выяснить, существует ли связь между океанскими глубинами и взаимодействием океанского дна с земной мантией. Вполне возможно, что наша планета обладает каким-то по-настоящему уникальными особенностями, делающими некоторые из ее водных бассейнов такими глубокими. Для выяснения всех подробностей следовало бы провести отдельное исследование на эту тему.
Симпсон, в свою очередь, говорит, что принял во внимание некоторые подобные факторы и в его моделях учитываются глубоководные циклы, эрозия и осаждения (то есть процессы, при которых осадочные породы и грунт добавляются и формируют общую массу суши). Но несмотря на это, его модели все равно показывают, что воды на обитаемых планетах должно быть больше, чем суши. Что интересно, некоторые симуляции показали, что на планетах с маленькими океанами наземные массы будут в подавляющем числе случаев покрыты пустынями, в то время как большие земплеподобные планеты практически всегда представлены в виде водных миров.
«Большие планеты могут быть больше подвержены затоплению по двум причинам. Во-первых, если соотношение массы воды и наземных масс будет одинаково, то, скорее всего, планета будет обладать глубокими океанами. Во-вторых, чем сильнее на планете будет гравитация, тем это сильнее будет затруднять процессы, изменяющие ее топографическое разнообразие. Следовательно, на пути воды не будут встречаться серьезные препятствия для дальнейшего распространения по всей поверхности планеты», — говорит Симпсон.
Если выводы Симпсона верны, то, вероятнее всего, это означает, что наша планета каким-то образом обрела идеальный баланс соотношения воды и суши. В дальнейшем это даже может помочь нам понять, почему наша цивилизация смогла не только появиться, но и развиться на Земле. Среди ученых есть мнение, согласно которому развитие высокоразвитых и высокотехнологичных цивилизаций вряд ли возможно в мирах подобных нашему, и наша планета в этом плане тоже является исключением из правил. Слишком много исключений ради одного маленького голубого шарика, не находите? Кстати, Симпсон в своей работе тоже отражает выборочную работу антропного принципа, согласно которому, если кратко, Вселенная обладает некой оптимальной организацией (в первую очередь по базовым принципам) для появления человека. Вот вам и еще одна причина назвать Землю уникальной, потому что если бы она таковой не являлась, то нас бы с вами здесь не было.
Основная проблема того же антропного принципа заключается в том, что он недоказуем (опровергнуть его, впрочем, тоже довольно сложно). Однако теория о водных мирах может быть вполне доказуема.
«Удивительно осознавать, что мы уже недалеки от того дня, когда сможем исследовать состав атмосферы других планет земной группы», — говорит Симпсон.
И ведь действительно, уже следующее поколение телескопов сможет проводить анализ атмосферы экзопланет и определять, сколько воды может содержаться на их поверхности. Возможно, после этого нам удастся выяснить, почему наш мир таков, какой он есть.
Источник: www.mirprognozov.ru
