Суперкомпьютер рассказал, что Земля стала обитаемой случайно

Земля оставалась постоянно обитаемой на протяжении 3–4 миллиардов лет. Для ученых причины этого все еще остаются загадкой (так называемая «проблема обитаемости»), ведь потеря планетой пригодности для жизни была очень и очень вероятна. Так, циклические массовые вымирания и изменения климата уже не один раз ставили само существование жизни на Земле под угрозу.

За это время яркость Солнца увеличилась на 30%, что могло привести к полному бесплодию почвы на планете. Кроме того, климат Земли ненадежно сбалансирован и потенциально он способен ухудшиться до условий тотального ледника всего за 1 миллион лет. Также история нашей планеты включает в себя ледниковые периоды, эпизоды вулканизма и даже столкновения с астероидами.

Тем не менее, последние 3–4 миллиарда лет, на протяжении которых Земля оставалась постоянно обитаемой — достаточно длительный период для эволюции, в частности, для превращения одноклеточных форм жизни в более сложные одиночные клетки, многоклеточные формы и, в конечном итоге, в формы разумной жизни.

В журнале Nature Communications Earth & Environment опубликованы результаты нового исследования, нацеленного на более внимательное изучение причин, по которым Земле удалось остаться пригодной для жизни, а также роли в этом простой случайности. Чтобы получить ответ на эти вопросы, использовался суперкомпьютер Iridis, расположенный в Университете Саутгемптона. Выборка была очень большая — на Iridis провели компьютерное моделирование 100 тысяч разных планет.

Планеты были наделены случайно сгенерированными климатическими условиями. И каждую цифровую планету проверили на предмет поддержания пригодных для жизни условий в течение 3 миллиардов лет.

Процесс эволюции каждой планеты моделировался по 100 раз, и при каждом «прогоне» на планете происходили разные случайные события, которые тоже генерировались рандомно.

Выяснилось, что из 100 тысяч планет только одна была способна поддерживать обитаемость для всех 100 «прогонов». Остальные планеты, на которых сохранялась температура, подходящая для поддержания жизни в течение 3 миллиардов лет, смогли оставаться обитаемыми только в некоторых из своих смоделированных версий. То есть обитаемость оказалась не обязательным свойством планет.

Также выяснилось, что только 9% (8710 цифровых планет) могут быть обитаемыми на каком-то отрезке из этих 3-х миллиардов лет, по крайней мере, из каждых 100 симуляций выборка была именно такой. И из них примерно у 8000 планет шансы на то, чтобы и дальше оказаться обитаемыми, составляли менее 50% из 100%.

Традиционная точка зрения приписывает заслуги обитаемости Земли исключительно неким стабилизирующим механизмам. Например, солнечный нагрев сегодняшней Земли примерно на 30% сильнее, чем у ранней Земли. Если бы все остальные условия оставались постоянными, то ранняя Земля полностью бы вымерзла под тусклым ранним Солнцем. Или, наоборот, если бы наша климатическая система осталась неизменной, то сейчас океаны просто кипели бы под сегодняшним более ярким Солнцем.

Однако результаты моделирования на суперкомпьютере предполагают, что пригодность Земли для жизни — это не обязательное свойство нашей планеты, а случайность. Скорее, или сама планета, или все обитающие на ней виды просто оказались удачливы с точки зрения статистики в отношении экологических бедствий, которые они перенесли. Так, если бы на Землю упал астероид чуть большего размера или сделал это в другое время, то велика вероятность, что планета полностью потеряла бы свою пригодность для жизни. То есть, другими словами, нам всем просто очень повезло.