Пересмотр уравнения Дрейка: Тектоника плит может существовать только на 0,003% планет
Тектоника плит, а также океаны и континенты, возможно, сыграли основополагающую роль в возникновении сложной жизни на Земле. И если подобные геологические особенности редко встречаются во Вселенной, это может объяснить отсутствие контактов (до сих пор) с другими разумными цивилизациями.
Этому посвящено недавнее исследование Роберта Стерна из Техасского университета в Далласе и Тараса Герье из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе. Эти два исследователя предполагают, что движение тектонических плит способствовало ускорению эволюции к сложным формам жизни, выступая в качестве катализатора эволюции.
В своем исследовании они предполагают, что именно эта переменная может внести изменения в уравнение Дрейка, используемое для расчета вероятности встречи с развитыми цивилизациями в нашей Галактике. Если учесть эту переменную, то оценки присутствия разумной жизни в Млечном Пути могут быть значительно снижены.
Тектоника плит благоприятствовала возникновению жизни на Земле
В начале истории Земли простые организмы развивались в океанах, но такая развитая цивилизация, как человечество, способное общаться через космос, никогда бы не возникла, если бы жизнь не перешла от водной к наземной. Большие, богатые ресурсами континенты были необходимы для развития того, что Стерн и Герье называют активными коммуникативными цивилизациями (АКЦ), такими как наша.
Однако, по мнению исследователей, одного лишь наличия континентов было недостаточно: они также должны были переместиться. А тектоника плит, которую мы видим на Земле, заключается именно в движении в течение геологических времен жестких плит, образующих земную кору.
Есть основания полагать, что это движение способствовало эволюции благодаря пяти основным механизмам:
- Оно увеличило доступность питательных веществ.
- Оно ускорило насыщение кислородом атмосферы и океанов.
- Оно способствовало поддержанию умеренного климата.
- Оно увеличило скорость формирования и разрушения среды обитания.
- Оно оказывало постоянное, но неразрушительное давление на окружающую среду, что стимулировало адаптацию организмов.
Тектоника плит на других планетах?
Если, таким образом, тектоника плит была ответственна за возникновение жизни и ее распространение, то вполне возможно, что на других планетах с тектоникой плит она также присутствует. Однако пока, кажется, что такие планеты редки.
Земля — единственная планета в нашей Солнечной системе, где есть тектоника плит. Вулканизм существует и на других планетах, таких как Венера, Марс и Ио, но они имеют единую твердую оболочку, а не движущиеся плиты. Океанические миры, такие как Энцелад и Европа, напротив, скованы ледяным слоем, что не позволяет любой гипотетической жизни перебраться на сушу.
Мы не знаем наверняка, есть ли в далеких планетных системах планеты с тектоникой плит: современные космические телескопы пока не обладают достаточным разрешением, чтобы определить это. Однако, зная это, мы можем не получить более точную версию уравнения Дрейка.
Модификации уравнения Дрейка
В 1961 году астроном Фрэнк Дрейк разработал уравнение, в котором несколько факторов перемножаются, чтобы оценить количество разумных цивилизаций в нашей Галактике, с которыми мы могли бы общаться в один прекрасный день.
В этом уравнении: N - количество цивилизаций в Млечном Пути, чьи электромагнитные излучения, такие как радиоволны, можно обнаружить; R* - количество звезд, образующихся каждый год; fp - доля звезд с планетарными системами; ne - количество планет в Солнечной системе со средой, пригодной для жизни; fl - доля планет, пригодных для жизни, на которых она действительно есть; fi - доля планет, на которых есть разумная жизнь; fc - доля цивилизаций, разработавших технологию, способную производить обнаруживаемые признаки их существования; L - средняя продолжительность (в годах), в течение которой такие цивилизации производят такие признаки.
Уравнение Дрейка, пересмотренное Стерном и Герье, предлагает два существенных фактора:
- Доля пригодных для жизни экзопланет с крупными континентами и океанами.
- Доля тех из них, где тектоника плит длится более 500 миллионов лет.
Эта версия гораздо более сложная, чем оригинальное уравнение Дрейка, которое просто учитывало долю пригодных для жизни планет, на которых развилась разумная жизнь. Стерн по этому поводу пояснил:
В первоначальной формулировке этот коэффициент считался равным почти 1, или 100 процентам, что означало, что эволюция на всех планетах, где есть жизнь, будет продолжаться. И если пройдет достаточно времени, она разовьется в разумную цивилизацию. Наша точка зрения такова: это не так.
Очень низкая вероятность
На самом деле расчеты Стерна и Герье снижают процентное соотношение этих планет, на которых развилась бы АКЦ, всего до 0,003 % в минимальном случае и 0,2 % в максимальном! Цифры, далекие от первоначальных 100%.
Добавьте к этому все остальные факторы в уравнении Дрейка, и шансы найти разумную жизнь значительно уменьшатся.
Из первоначального уравнения Дрейка следовало, что АКЦ должны быть обычными и встречаться повсеместно, но включение в уравнение тектоники плит меняет результат. И, похоже, становится совершенно понятно, почему мы до сих пор не получили сигналов от других сложных цивилизаций в Галактике...
Итак, если исходить из предложений двух исследователей, разумная жизнь за пределами Земли может быть более редкой, чем считалось ранее. Это предстоит подтвердить в ходе дальнейших исследований, а пока это напоминает нам о том, насколько особенной является наша планета с ее фрагментированной и смещающейся корой.
С исследованием, опубликованным в журнале Nature Scientific Reports, можно ознакомиться .