პლანეტის სიცოცხლისუნარიანობა

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
Jump to navigation Jump to search
პლანეტის სიცოცხლისუნარიანობა, დაახლოებით უნდა იყოს დედამიწის მსგავსი, ვინაიდან ეს ერთადერთი ჩვენთვის ცნობილი პლანეტაა, რომელზეც სიცოცხლეა.
მარსზე სახლის კონცეფცია

პლანეტის სიცოცხლისუნარიანობა — საზომი, რითაც იზომება პლანეტის ან ბუნებრივი თანამგზავრის სიცოცხლისთვის ხელსაყრელობა.[1] სიცოცხლე შეიძლება პირდაპირ პლანეტაზე ან თანამგზავრზე წარმოიქმნას ენდოგენურად, ასევე შესაძლებელია სხვა სხეულიდან მოხვედრაც, ეს არის ჰიპოთეტური პროცესი, რომელიც ცნობილია, როგორც „პანსპერმია“.[2] აუცილებელი არ არის პლანეტაზე იყოს სიცოცხლე, რომ იგი ჩაითვალოს სიცოცხლისუნარიანად, საკმარისია გარემო და პირობებიც.[3] ვინაიდან დედამიწის გარდა სიცოცხლის არსებობა სხვაგან უცნობია, პლანეტარული სიცოცხლისუნარიანობა მეტწილად არის დედამიწიდან გამომდინარე და მის პირობებს მორგებული, მზის და მზის სისტემის მახასიათებლებით, რომლებიც ხელსაყრელია სიცოცხლისათვის.

სიცოცხლისთვის უმნიშვნელოვანესია ენერგიის წყარო, ტერმინი გულისხმობს, რომ მრავალი სხვა გეოფიზიკური, გეოქიმიური და ასტროფიზიკური კრიტერიუმი უნდა დაკმაყოფილდეს. NASA- მ განსაზღვრა საცხოვრებლად ვარგისიანობის ძირითადი კრიტერიუმები, როგორიცაა თხევადი წყლის არსებობა,[1] რთული ორგანული მოლეკულების შეკრება და ენერგიის წყარო, რათა შენარჩუნდეს მეტაბოლიზმი.[4] 2018 წლის აგვისტოში მკვლევრებმა განაცხადეს, რომ პლანეტებზე, რომლებზეც წყალია შეიძლება სიცოცხლისთვის ხელსაყრელნი გამოდგნენ.[5][6]

ორგანიზმისთვის სასიცოცხლო პირობების პოტენციალის დადგენისას, კვლევებით ყურადღება მახვილდება მის ორბიტალურ თვისებებზე, ატმოსფეროსა და ქიმიურ შემადგენლობაზე. ძირითადად განიხილება კლდოვანი, სველი ხმელეთის მქონე ტიპის პლანეტები და ბუნებრივი თანამგზავრები, რომელთაც დედამიწის მსგავსი ქიმიური პოტენციალი აქვთ.

მოსაზრება, რომ დედამიწის გარდა სხვა პლანეტებზე შესაძლოა სიცოცხლე არსებობდეს, ანტიკურია, თუმცა ისტორიულად იგი ფილოსოფიით უფრო იყო დაკომპლექტებული, ისევე როგორც ფიზიკური მეცნიერებები. მეცნიერული კვლევები მეოცე საუკუნიდან იწყება. 90-იანი წლების დასაწყისში[7][8] აღმოაჩინეს მრავალი ექსტრასოლარული პლანეტა, რაც ადასტურებს იმას, რომ მზის სისტემა არ არის უნიკალური.

პლანეტარული მახასიათებლები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

გაზის გიგანტის მთვარე, რომელსაც აქვს სიცოცხლისუნარიანობის პოტნციალი.[9]

ხელსაყრელია თუ არა პლანეტა საცხოვრებლად, ეს დამოკიდებულია იმ მოვლენათა თანმიმდევრობაზე, რითაც იგი წარმოიქმნა. რადგან აქ შეიძლება ფორმირება განიცადონ ორგანულმა მოლეკულებმა მოლეკულურ ღრუბლებსა და პროტოპლანეტარულ დისკოებში.[2] პლანეტა საცხოვრებლად ვარგისი, რომ იყოს საჭიროა ჰქონდეს ხმელეთი. ასეთი ტიპის პლანეტები, ძირითადად შედგებიან სილიკატური ქანებისგან და მათ გარშემო არ არის თავმოყრილი ჰელიუმი და წყალბადი, როგორც გაზის გიგანტებში. შესაძლებლობა, რომ სიცოცხლე განვითარდეს გაზის გიგანტების ღრუბლოვან ნაწილებში, არ არის გამორიცხული, თუმცა მიიჩნევა, რომ ნაკლებად სავარაუდოა, რადგან ასეთ პლანეტებს არ აქვთ ზედაპირი,[10] თუმცა მსგავსი გიგანტური პლანეტების თანამგზავრები რჩებიან სიცოცხლისთვის ხელსაყრელ ობიექტებად.[9]

არსებობის ტიპები განსხვავებულია, მაგალითად ბაქტერიები, არქეები და რთული არსებები (ცხოველები). ცალკეული უჯრედების არსებობა აუცილებლად წინ უსწრებს მრავალუჯრედოვანობას, თუმცა იქ სადაც წარმოიქმნებიან ერთუჯრედიანი ორგანიზმები, ეს არ არის იმის გარანტია, რომ შემდგომში ამას უფრო რთული ორგანიზმების ჩამოყალიბება მოჰყვება.

ბოლოდროინდელი დასკვნების საფუძველზე, რომლებიც კეპლერის გუნდმა შეადგინა, რძიან გზაში არსებობს სულ მცირე 50 მილიარდი პლანეტა, რომელთაგანაც 500 მილიონი მდებარეობს სიცოცხლისუნარიანობის ზონაში.[11]

მასა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

მარსი, თხელი ატმოსფეროს გამო, დადამიწასთან შედარებით მაინც უფრო ცივი იქნებოდა მზისგან იგივე მანძილითაც, რომ ყოფილიყო დაშორებული

მცირე მასის პლანეტები სიცოცხლისთვის არახელსაყრელები ორი მიზეზის გამო არიან. პირველ რიგში, მათი მცირე მასა ართულებს ატმოსფეროს შენარჩუნებას და მოლეკულები, რისგანაც ატმოსფერო შედგება იფანტებიან სივრცეში. სქელი ატმოსფეროს გარეშე პლანეტებს არ გააჩნიათ ბიოქიმიურად აუცილებელი ნივთიერებები. არიან მცირედ იზოლირებულნი, რაც ზედაპირს სითბოს აკარგვინებს, ასეთი პლანეტაა მაგალითად, მარსი, თავისი თხელი ატმოსფეროს გამო, იგი უფრო ცივია, ვიდრე დედამიწა, თუნდაც მზისგან ანალოგიური მანძილით ყოფილიყო დაშორებული, როგორც დედამიწაა. გარდა ამისა, როდესაც ატმოსფეროს სიმკვრივე 0,006-ჯერ მცირეა დედამიწისაზე, ასეთ პირობებში წყალი არ შეიძლება არსებობდეს თხევადი ფორმით.

მეორე პრობლემა, რომელსაც მცირე ზომის პლანეტებთან ვაწყდებით არის მცირე დიამეტრი, შესაბამისად ასეთი ობიექტები კარგავენ ენერგიას და ხდებიან გეოლოგიურად მკვდრები, აქ აღარ ხდება ვულკანური ამოფრქვევები, მიწისძვრები და ტექტონიკურო მოქმედებები, რომლებიც ზედაპირზე არსებული სიცოცხლის შენარჩუნებლად აუცილებელია. ფილების ტექტონიკა განსაკუთრებით გადამწყვეტ როლს თამაშობს დედამიწაზე, პროცესი გავლენას არა მხოლოდ მნიშვნელოვანი ქიმიკატებისა და მინერალების ცვლაზე ახდენს, არამედ ხელს უწყობს ბიომრავალფეროვნებას, კონტინენტების შექმნის გზით. ასევე ხელს უწყობს დედამიწის მაგნიტური ველის წარმოქმნას.[12]

„დაბალი მასა“ გარკვეულწილად ეტიკეტია, დედამიწა არის დაბალი მასის, მზის სისტემის გაზის გიგანტებთან შედარებით, მაგრამ ის ყველაზე დიდია, დიამეტრითა და მასით, მყარ პლანეტებში. მას აქვს საკმარისი მასა, რათა შეინარჩუნოს ატმოსფერო გრავიტაციით, ხოლო ბირთვი მოძრავ და გამდნარ მდგომარეობაში. პლანეტის ბირთვში რადიოაქტიური ელემენტების დაშლა არის პლანეტარული გათბობის ეთ-ერთი მნიშვნელოვანი კომპონენტი, საპირისპირო სიტუაციაა მარსის შემთხვევაში, რომელიც გეოლოგიურად დაიღუპა და ატმოსფეროს დიდი ნაწილი დაკარგა.[13]ამრიგად, მზის სისტემაში „სიცოცხლისუნარიანობის საზღვარი“ მდებარეობს მარსსა და დედამიწას ან ვენერას შორის. დედამიწა უფრო მცირე ზომის, რომ ყოფილიყო, შეუძლებელი იქნებოდა ტექტონიკური ფილების მოძრაობა. ვენერა, რომელიც დედამიწის მასის 85%-ს იწონის, ტექტონიკური მოძრაობის ნიშნებს არ აჩვენებს.[14]

გეოქიმია[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ზოგადად, ვარაუდობენ, რომ ნებისმიერი სიცოცხლე, რომელიც შესაძლოა არსებობდეს, დაფუძნებული უნდა იყოს იმავე ფუნდამენტურ ბიოქიმიაზე, როგორც ეს არის დედამიწაზე, სიცოცხლისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანია ოთხი ელემენტი, ესენია: ნახშირბადი, წყალბადი, ჟანგბადი და აზოტი. ისეთი ნაერთები, როგორიცაა ძალიან მარტივი ამინომჟავები, მაგალითად გლიცინი, ნაპოვნია მეტეორებსა და ვარსკვლავთშორის სივრცეში.[15] მხოლოდ ეს ოთხი ელემენტი დედამიწის ბიომასის 96% -ზე მეტს მოიცავს. ნახშირბადს აქვს შეუდარებელი უნარი, რითაც შეუძლია დაუკავშირდეს სხვა ნახშირბადის ატომებს და შექმნას რთული და მრავალფეროვანი სტრუქტურები, რაც მას იდეალურ მასალად აქცევს, რომლითაც იქმნებიან ცოცხალი უჯრედები. წყალბადი და ჟანგბადი, გვხვდება წყლის სახით, რომელიც წარმოადგენს კარგ გამხსნელს, რითაც მიმდინარეობს ბიოლოგიური პროცესების უმეტესი ნაწილი და აღსანიშნავია, რომ სიცოცხლე პირველად წყალში ჩაისახა. ეს ოთხი ელემენტის ერთობლიობით იქმნებიან ამინომჟავები, რაც, თავის მხრივ, ცილების საშენ მასალას წარმოადგენს. თუმცა გოგირდი, რომელიც საჭიროა ცილების წარმოსაქმნელად, და ფოსფორი, რომელიც საჭიროა დნმ-ისა და რნმ-ის სინთეზზსა და ფორმირებაში, იშვიათად გვხვდება.

ოთხი ელემენტიდან დედამიწის ქერქში მხოლოდ ჟანგბადია.[16] ეს შეიძლება აიხსნას იმით, რომ აზოტის ნახშირბადისა და წყალბადის მარტივი ნაერთები აირად მდგომარეობაში მარტივად გადადიან დედამიწის პირობებში, მაგალითად მეთანი, ამიაკი, ნახშირორჟანგი და წყალი. მზესთან ახლოს მყოფ პლანეტებზე, ასეთი ნივთიერებების არსებობა ვერ ახდენს რაიმე ეფექტს გეოლოგიურ ფორმირებაზე. როდესაც ტემპერატურა მაღალია შეიძლება მსგავსი ნივთიერებები აფეთქდეს, თუ ისინი მიწის ქვეშ არიან კონცენტრირებულნი, ხოლო მათ ირგვლივ იქნება ძირითადად სილიციუმისა და ჟანგბადის ნაერთები, რომლებიც დიდი რაოდენობით ჟანგბადს შეიცავენ.

ამოფრქვევების შედეგად არ შეიძლებოდა დედამიწის ზედაპირზე წყალი მოხვედრილიყო.[17] წყლის უმეტესი ნაწილი, აუცილებლად უნდა მოდიოდეს მზის სისტემის გარედან, მზის მაღალი ტემპერატურისგან დაშორებით, სადაც ის შეიძლება დარჩეს მყარ მდგომარეობაში, ხოლო პლანეტაზე მოხვედრისას გადნება. მზის სისტემის ადრეულ წლებში დედამიწის სიახლოვეს მყოფი კომეტები დიდი რაოდენობით წყალს შეიცავდნენ, სხვა ნივთიერებებთან ერთად, რომელმაც ხელი შეუწყო პლანეტაზე სიცოცხლის წარმოშობას.

სიცოცხლისუნარიანი პლანეტების ოთხი ტიპი, რომლებზეც წყალია[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

განხილურია ის ფაქტორები, რომლებიც მნიშვნელოვანია დედამიწის ზომის პლანეტებისათვის, რათა სიცოცხლის არსებობა მასზე შესაძლებელი იყოს. პლანეტაზე აუცილებლად უნდა იყოს წყალი:[18][19]

პლანეტები, რომელთაც ვარსკვლავური და გეოფიზიკური პირობები საშუალებას აძლევთ, რომ მათ ზედაპირზე არსებობდეს წყალი თხევად მდგომარეობაში. აუცილებელია მზის სინათლეც, რის შედეგადაც შესაძლებელია წარმოიქმნან მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმები.

მეორე ტიპი მოიცავს ობიექტებს, რომლებიც თავდაპირველად დედამიწის მსგავსი პირობებით სარგებლობენ, თუმცა მათ ზედაპირზე თხევადი წყლი არ არის, ვარსკვლავური ან გეოფიზიკური პირობების გამო. მარსი და, შესაძლოა ვენერაც ამ კლასს მიეკუთვნებიან, სადაც რთული სიცოცხლის ფორმები სავარაუდოთ ვერ განვითარდება.

მესამე ტიპი მოიცავს ობიექტს, რომლის ზედაპირზეც არის წყალი მყარ მდგომარეობაში, თუმცა მის შიგნით იგი თხევადია, რომელსაც პირდაპირი კონტაქტი აქვს მდიდარ სილიკატურ მარაგთან და ბირთვთან. ასეთი სიტუაცია შეიძლება იყოს წყლით მდიდარ პლანეტებზე, რომლებიც მდებარეობენ მათი ვარსკვლავისგან ძალიან შორს, იმისთვის, რომ ზედაპირულზე თხევადი წყალი იყოს, მაგრამ მიწისქვეშ თხევადი ფორმით არსებობა შესაძლებელია გეოთერმული ფაქტორების გამო. მზის სისტემაში ასეთი ტიპის ობიექტებია ევროპა და ენცელადი.

მეოთხე ტიპის ობიექტს გააჩნია თხევადი წყალი ყინულის ორ ფენას შორის, ან ყინულის ზემოთ. თუ წყლის ფენა საკმარისად სქელია, მაღალი წნევის გამო მის ფუძეზე წყალი მყარ მდგომარეობაში იქნება. ამის მაგალითებია, განიმედე და კალისტო. ასეთ პირობებში, სიცოცხლის წარმოქმნა თუნდაც მარტივი ფორმით შეიძლება იყოს ძალიან რთული, რადგან სიცოცხლისთვის აუცილებელი ინგრედიენტები, შესაძლოა, მთლიანად განზავდეს წყალში.

ლიტერატურა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

  • Ward, Peter (2000). Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe. Springer. ISBN 978-0-387-98701-9. 
  • Cohen, Jack and Ian Stewart. Evolving the Alien: The Science of Extraterrestrial Life, Ebury Press, 2002. ISBN 0-09-187927-2
  • Dole, Stephen H. (1965). Habitable Planets for Man, 1st, Rand Corporation. ISBN 978-0-444-00092-7. 
  • Fogg, Martyn J., ed. "Terraforming" (entire special issue) Journal of the British Interplanetary Society, April 1991
  • Fogg, Martyn J. Terraforming: Engineering Planetary Environments, SAE International, 1995. ISBN 1-56091-609-5
  • Gonzalez, Guillermo and Richards, Jay W. The Privileged Planet, Regnery, 2004. ISBN 0-89526-065-4
  • Grinspoon, David. Lonely Planets: The Natural Philosophy of Alien Life, HarperCollins, 2004.
  • Lovelock, James. Gaia: A New Look at Life on Earth. ISBN 0-19-286218-9
  • Schmidt, Stanley and Robert Zubrin, eds. Islands in the Sky, Wiley, 1996. ISBN 0-471-13561-5
  • Webb, Stephen If The Universe Is Teeming With Aliens ... Where Is Everybody? Fifty Solutions to the Fermi Paradox and the Problem of Extraterrestrial Life New York: January 2002 Springer-Verlag ISBN 978-0-387-95501-8
  • Margaret C. Turnbull, Jill C. Tarter: Target Selection for SETI. I. A Catalog of Nearby Habitable Stellar Systems. In: The Astrophysical Journal Supp. Ser. 2003, online.
  • Michael H. Hart: Habitable zones about main sequence stars. In: Icarus. Band 37, Nummer 1, Januar 1979, S. 351–357; doi:10.1016/0019-1035(79)90141-6.
  • James F. Kasting: How to find a habitable planet. Princeton Univ. Press, Princeton 2010, ISBN 978-0-691-13805-3.
  • Arnold Hanslmeier: Habitability and cosmic catastrophes. Springer, Berlin 2009, ISBN 978-3-540-76944-6.

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

სქოლიო[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

  1. 1.0 1.1 Dyches, Preston; Chou, Felcia. The Solar System and Beyond is Awash in Water. NASA (7 April 2015). ციტირების თარიღი: 8 April 2015.
  2. 2.0 2.1 NASA (October 2015), NASA Astrobiology Strategy, https://nai.nasa.gov/media/medialibrary/2016/04/NASA_Astrobiology_Strategy_2015_FINAL_041216.pdf
  3. Seager, Sara (2013). "Exoplanet Habitability". Science 340 (577): 577–581. Bibcode 2013Sci...340..577S. . PMID 23641111.
  4. Goal 1: Understand the nature and distribution of habitable environments in the Universe. Astrobiology: Roadmap. NASA. ციტირების თარიღი: 11 August 2007
  5. Staff. (1 September 2018) Water worlds could support life, study says - Analysis by UChicago, Penn State scientists challenges idea that life requires 'Earth clone'. EurekAlert. ციტირების თარიღი: 1 September 2018.
  6. Kite, Edwin S.; Ford, Eric B. (31 August 2018). "Habitability of Exoplanet Waterworlds". The Astrophysical Journal 864 (1): 75. Bibcode 2018ApJ...864...75K. .
  7. Wolszczan, A.; Frail, D. A. (9 January 1992). "A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257 + 12". Nature 355 (6356): 145–147. Bibcode 1992Natur.355..145W. .
  8. Wolszczan, A (1994). "Confirmation of Earth Mass Planets Orbiting the Millisecond Pulsar PSR:B1257+12". Science 264 (5158): 538–42. Bibcode 1994Sci...264..538W. . PMID 17732735.
  9. 9.0 9.1 An interview with Dr. Darren Williams. Astrobiology: The Living Universe (2000). ციტირების თარიღი: 5 August 2007
  10. Could there be life in the outer solar system?. Millennium Mathematics Project, Videoconferences for Schools. University of Cambridge (2002). ციტირების თარიღი: 5 August 2007.
  11. Borenstein, Seth. “Cosmic census finds crowd of planets in our galaxy“, 19 February 2011. ციტირების თარიღი: 19 February 2011. 
  12. Ward, pp. 191–220
  13. The Heat History of the Earth. Geolab. James Madison University. ციტირების თარიღი: 11 May 2007.
  14. Earth: A Borderline Planet for Life?. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (2008). ციტირების თარიღი: 4 June 2008.
  15. Organic Molecule, Amino Acid-Like, Found In Constellation Sagittarius. ScienceDaily (2008). ციტირების თარიღი: 20 December 2008.
  16. Darling, David. Elements, biological abundance. The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. ციტირების თარიღი: 11 May 2007.
  17. How did the Earth Get to Look Like This?. The Electronic Universe Project. University of Oregon. ციტირების თარიღი: 11 May 2007.
  18. Lammer, H.; Bredehöft, J. H.; Coustenis, A.; Khodachenko, M. L. (2009). "What makes a planet habitable?". The Astronomy and Astrophysics Review 17 (2): 181–249. Bibcode 2009A&ARv..17..181L. . http://veilnebula.jorgejohnson.me/uploads/3/5/8/7/3587678/lammer_et_al_2009_astron_astro_rev-4.pdf.
  19. Forget, François (July 2013). "On the probability of habitable planets". International Journal of Astrobiology 12 (3): 177–185. Bibcode 2013IJAsB..12..177F. .