Hayotning paydo bo'lishi va omon qolishi uchun qanday talablar bor?

Ko'pgina astrobiologlarning fikriga ko'ra, agar biz tirik organizmlarni Quyosh sistemamizning boshqa sayyoralarida va koinotning boshqa joylarida topsak, ular bizni hayot sifatida taniydi. Ular uglerodning Yerdagi barcha hayot uchun asos bo'lishiga imkon bergan xususiyatlari faqat shu atomga xosdir, deb hisoblashadi. Uglerod orqali hosil bo'lishi mumkin bo'lgan kimyoviy bog'lanish turlarining xilma-xilligi uni turli molekulalarning murakkab zanjirlariga asos bo'lishga imkon beradi. Hech bir boshqa atom buni shunga o'xshash tarzda qila olmasa kerak. Uglerod bilan bir xil valentlik elektronlariga ega bo'lgan kremniy ham uglerod yaratishi mumkin bo'lgan turli xil molekulalarni hosil qila olmaydi. Biroq, bu Yerdagi kabi butun hayot DNK va hujayralarga asoslangan bo'lishi kerak degani emas.

Suv hayotning paydo bo'lishi uchun yana bir talabdir. Molekulalarga asoslangan har qanday hayot, ularni harakatga keltirishi uchun deyarli har qanday suyuq erituvchini talab qiladi. Garchi kimyoviy reaktsiyalar gazlar va qattiq moddalarda sodir bo'lishi mumkin bo'lsa-da, ular suyuqlikka qaraganda kamroq idealdir. Gaz fazaviy reaktsiyalari faqat gazda juda ko'p miqdorda bo'lish uchun uchuvchan molekulalar bilan sodir bo'ladi. Reaksiyalar qattiq jismlarda sodir bo'lishi mumkin, ammo juda sekin sodir bo'ladi. Ushbu ikkala cheklov ham hayotning suyuqlikda rivojlanishi ehtimolini oshiradi, chunki u haqiqatan ham Yerda mavjud.

Suv ko'plab noyob fizikaviy va kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lib, ular hayot uchun zarur bo'lgan murakkab kimyoni qo'llab-quvvatlashga juda mos keladi. Muzlashganda kengayish Yerdagi okeanlar va ko'llarni qattiq muzlashdan saqlaydi. Suv ko'plab moddalarni osongina eritishi mumkin va u ham yuqori issiqlik quvvatiga ega, ya'ni suvning haroratini o'zgartirishi uchun ko'p energiya talab qilinadi. Suvning bu xususiyati Yerga nisbatan mo''tadil iqlimni beradi.

Suv, shuningdek, koinotdagi ikkinchi eng keng tarqalgan molekuladir (H2 dan keyin). Boshqa suyuqliklar koinotda tabiiy ravishda mavjud, ammo suv mo'l-ko'l emas. Ushbu suyuqliklarning aksariyat qismida suvning hayot uchun asos bo'lib xizmat qiladigan boshqa muhim xususiyatlari mavjud emas.

Hayotiy hudud

Ko'plab astrobiologlar hayot paydo bo'lishi va omon qolish uchun uni sayyorada yoki oyda yashash mumkin bo'lgan zonada topish kerak deb hisoblashadi. Tirik yashash zonasi yulduz atrofidagi suyuq suv paydo bo'lishi va suyuq bo'lib qolishi mumkin bo'lgan mintaqani anglatadi. Yulduzning kattaligi ham muhimdir. Quyoshdan ancha kattaroq yulduzlar shunday qisqa umr ko'rishadiki, har qanday hayot, xususan murakkab hayot rivojlanishi uchun etarli vaqt bo'lishi ehtimoldan yiroq emas.

Vikipediyadan quyida keltirilgan diagrammada Quyoshning yashashga yaroqli zonasi va Gliese 581 yulduzi taqqoslangan. Yulduz qanchalik katta va yorug 'bo'lsa, sayyoralar yashash zonasida bo'lish uchun shunchalik uzoqlashishi kerak.

Kichik yulduzlarning yashash zonasidagi sayyoralar hali ham yashashga yaroqsiz bo'lishi mumkin, chunki bu sayyoralar o'z yulduzlariga juda yaqin, ular tartibli ravishda qulflangan. Bu shuni anglatadiki, ularni yulduz atrofida aylanib yuradigan tortishish kuchi sayyorani har doim sayyoramizning bir yuzi yulduz tomonga, ikkinchisi boshqa tomonga qarab turishiga olib keldi. Bu, ehtimol yulduzga qaragan tomonning suyuq suv bo'lishi uchun juda issiq bo'lishiga va boshqa tomoni juda sovuq bo'lishiga olib keladi.

Bizning Quyoshimiz hayotni rivojlantirishga imkon beradigan darajada to'g'ri keladigan ko'rinadi. Uzoq umr ko'rishga etarlicha kichik, ammo sayyora yashashga yaroqli zonada mavjud bo'lib, u aylanib chiqayotganda tez aylanishini davom ettirishi mumkin.

Yupiterning ba'zi oylari haqidagi so'nggi kashfiyotlar ba'zi olimlarning yashashga yaroqli zonaning ta'rifini kengaytirish haqida o'ylashlariga sabab bo'ldi. Katta sayyoralar va orbitadagi oylar o'rtasidagi to'lqinlarning o'zaro ta'siridan kelib chiqqan kuchli tortishish kuchi bu oylarning yadrolarini isitish uchun etarli energiya ishlab chiqarishi mumkin. Muayyan sharoitlarda, bu energiya oyning hech bo'lmaganda qismlarini suyuq suvni ushlab turish uchun etarli darajada iliq bo'lishi uchun etarli bo'lishi mumkin, hatto oy yulduz tomonidan yaratilgan yashash zonasida bo'lish uchun yulduzdan juda uzoq bo'lsa ham.

Somon yo'li ham o'zlarining yashashga yaroqli zonasiga ega. Somon yo'lining markazi yulduzlar bilan tashqi mintaqalarga qaraganda ancha zichroq. Yaqin atrofdagi supernova portlashlari tez-tez sodir bo'ladi va radiatsiya har qanday sayyoralarni ushbu mintaqadagi hayot bilan sterilizatsiya qiladi. Galaktikaning markaziga juda yaqin bo'lgan yulduzlar, galaktika markazidagi supermassiv qora tuynukdan kuchli rentgen nurlanishini oladilar va hayot bunday muhitda rivojlanishi ehtimoldan yiroq emas edi.

Somon yo'li galaktikasining chekkasida joylashgan yulduzlar Populyatsiya II yulduzlariga moyil. Bu juda qadimgi yulduzlarning og'ir elementlari juda kam va shuning uchun bu yulduzlarda sayyoralar kamroq bo'ladi va hayot uchun zarur bo'lgan murakkab kimyo kamroq bo'ladi.

Bundan tashqari, bizning yulduzimiz milliardlab yillar davomida bo'lgani kabi yashashga yaroqli zonada qolishda davom etayotgani bizning baxtimiz. Galaktikadagi ko'plab yulduzlar ko'proq ekssentrik orbitalarga ega, shuning uchun ular vaqti-vaqti bilan yashash zonasini kesib o'tishlari mumkin bo'lsa-da, ehtimol ular hayot paydo bo'lishi va uzoq umr ko'rishlari uchun etarlicha uzoq turolmaydilar.

NASA / Caltech tomonidan ushbu rasmdagi yashil tasma galaktika markazidan tez-tez 4-10 kpc halqa deb ta'riflanadigan galaktika uchun qulay zomani ko'rsatadi.

Quyosh tizimini tozalash

Hayotni shakllantirishning yana bir muhim tarkibiy qismi sayyoralar tizimida Yupiter singari katta sayyoraga ega bo'lishi ko'rinadi. Yupiter boshqa barcha sayyoralarga qaraganda ancha massiv bo'lganligi sababli, Quyosh tizimida harakatlanadigan ko'plab asteroidlar, kometalar va boshqa narsalarni jalb qiladi. Bu juda muhim, chunki aks holda, ushbu ob'ektlarning ba'zilari Yerga qulab tushishi mumkin edi va ko'plari Quyosh tizimining paydo bo'lishida juda erta edi. Yupiterning tortish kuchi va Yer atmosferasi birlashib, Yerni ko'plab ta'sirlardan himoya qiladi, bu esa, albatta, Yerni ko'p marta sterilizatsiya qilgan bo'lar edi.

Plitalar tektonikasi

Venera va Marsdan farqli o'laroq, Yer qobig'i doimiy ravishda qayta ishlanadi. Bu atmosferadagi karbonat angidrid darajasini juda yuqori yoki juda past bo'lishidan saqlaydi. Agar darajalar juda yuqori darajaga ko'tarilsa, (ular Venerada bo'lgani kabi) ular issiqxona gazi vazifasini bajaradilar va sayyora juda issiq bo'ladi. Suyuq suv bug'lanib, sayyora yuzasi quriydi. Agar darajalar juda past bo'lsa, sayyora soviydi va muzlik davri boshlanadi. Bu Yer tarixida bir necha marta sodir bo'lgan, ammo har safar plitalar harakati va toshlardagi uglerodni qayta ishlash davom etayotganligi sababli uglerod atmosferaga tarqalib, oxir-oqibat karbonat angidrid darajasini oshirib, sayyoramiz yana isishiga imkon berdi. . Ushbu uglerod tsikli bo'lmasa, sayyoralar hayotni ta'minlash uchun mos bo'lgan iqlim muvozanatini saqlab turolmaydi.