Критика на хипотезата за Ретка Земја (1)

23.08.2021 02:23

Планети слични на Земјата по големина се наоѓаат во релативно голем број во зоните за живеење на слични ѕвезди.

Во планетарната астрономија и астробиологија, хипотезата за Ретка Земја тврди дека потеклото на животот и еволуцијата на биолошката комплексност, како што се сексуално репродуцирање, повеќеклеточни организми на Земјата (и, последователно, човечка интелигенција) бара неверојатна комбинација на астрофизички и геолошки настани и околности.

Според хипотезата, комплексниот вонземски живот е неверојатен феномен и најверојатно е редок низ целата вселена. Терминот „Ретка земја“ потекнува од „Ретка Земја: Зошто комплексниот живот е невообичаен во универзумот“ (2000), книга од Питер Ворд, геолог и палеонтолог и Доналд Е. Браунли, астроном и астробиолог, двајцата членови на факултет на Универзитетот во Вашингтон.

Во 1970-тите и 1980-тите години, Карл Саган и Френк Дрејк, меѓу другите, тврдеа дека Земјата е типична карпеста планета во типичен планетарен систем, сместена во не-исклучителен регион на заедничка спирална галаксија со средишна структура во облик на пречка составена од ѕвезди. Од принципот на просечност (продолжен од Коперниковиот принцип), тие тврдеа дека еволуцијата на животот на Земјата, вклучувајќи ги и луѓето, е исто така типична, и затоа универзумот изобилува со комплексен живот. Сепак, Ворд и Браунли тврдат дека планетите, планетарните системи и галактичките региони кои се исто толку погодни за комплексен живот како Земјата, Сончевиот систем и нашиот сопствен галактички регион воопшто не се типични, туку всушност се исклучително ретки.

Аргументите против хипотезата за Ретка Земја имаат различни форми.

Хипотезата е антропоцентрична

Хипотезата заклучува, повеќе или помалку, дека комплексниот живот е редок, бидејќи може да еволуира само на површината на планета слична на Земјата или на соодветен сателит на планета. Некои биолози, како Џек Коен, веруваат дека оваа хипотеза е премногу ограничувачка и неимагинативна и тие ја сметаат за форма на аргумент од незнаење односно petitio principii.

Според Дејвид Дарлинг, хипотезата за ретка Земја не е ниту хипотеза ниту предвидување, туку едноставно опис на тоа како настанал животот на Земјата¹. Според него, Питер Ворд и Доналд Браунли – авторите на книгата „Ретка земја: Зошто комплексниот живот е невообичаен во универзумот“ (2000) – не направиле ништо повеќе од избирање на факторите што најдобро одговараат на нивниот случај.

„Она што е важно не е дали има нешто необично во врска со Земјата, секогаш ќе има нешто карактеристично за секоја планета во вселената. Она што е важно е дали некоја од околностите на Земјата не е само невообичаена, туку и од суштинско значење за комплексниот живот. Досега не видовме ништо што би сугерирало дека постои таква околност².“

Критичарите исто така тврдат дека постои врска помеѓу хипотезата за ретка Земја и ненаучната идеја за интелигентен дизајн³.

Геолошките откритија како активните карактеристики на Плутоновото срце се чини дека се во спротивност со аргументот дека геолошки активните светови како Земјата се ретки.

Егзопланетите околу sвездите од главната низа се откриваат во голем број

Зголемен број на вонсончеви планети е откриен вклучително 4801 планети во 3552 планетарни системи за колку што се знае до 1 август 2021 година⁴. Застапниците на хипотезата за ретка Земја тврдат дека животот не може да настане надвор од системите слични на Сонцето, поради синхроничната ротација и јонизирачкото зрачење надвор од границите на F7–K1. Сепак, некои егзобиолози сугерираа дека sвездите надвор од oвие граници можат да доведат до создавање на живот под вистинските околности, а оваа можност е централна точка на спорење на теоријата бидејќи овие sвезди од доцната К и М категорија сочинуваат околу 82% од сите sвезди што согоруваат водород.

Сегашната технологија го ограничува тестирањето на важни критериуми за ретка Земја: површински води, тектонски плочи, голема месечина и хемиски фосили во моментов не можат да се откријат. Иако е тешко да се детектираат и класифицираат планети со големина на Земјата, научниците сега мислат дека карпестите планети се вообичаени околу ѕвездите слични на Сонцето⁵. Индексот на сличност на Земјата (ЕЅI) на маса, радиус и температура дава средство за мерење, но не ги исполнува целосните критериуми за ретка Земја⁶.

Карпестите планети кои орбитираат во зони погодни за живот можеби не се ретки

Некои тврдат дека проценките на хипотезата за ретка Земја за карпести планети во зони погодни за живот (ne во равенката за Ретка Земја) се премногу ограничувачки. Џејмс Кастинг го наведува Законот на Тициус-Боде за да тврди дека е погрешно да се опишуваат зоните погодни за живот како мали кога има 50% шанси за тоа барем една планета да орбитира во рамките на една зона погодна за живот⁷. Во 2013 година, астрономите користејќи ги податоците на вселенскиот телескоп Кеплер проценија дека за околу една петтина од sвездите од типот G и К (sвезди слични на Сонцето и портокалови џуџиња) се очекува да имаат планета со големина на Земјата или супер-Земја (1–2 пати поголема од Земјата) близу до орбита слична на Земјата (0,25–4 F⊕)⁸, резултирајќи со околу 8,8 милијарди вакви планети за целата галаксија Млечен Пат^9/10/11.

Несигурност околу улогата на Јупитер

Барањето за еден систем да има џиновска планета како заштитник (фактор на равенка на ретка Земја fġ) е оспорено, што влијае на бројот на сугерирани настани за изумирање (фактор на равенка на ретка Земја fme). Освртот на Кастинг во 2001 година на хипотезата за ретка Земја го доведува во прашање тоа дали еден заштитник од видот на Јупитер има некакво влијание врз појавата на комплексен живот¹². Компјутерското моделирање, вклучувајќи го моделот Ница од 2005 година и моделот Ница 2 од 2007 година, даваат неубедливи резултати во однос на гравитационото влијание на Јупитер и импактите врз внатрешните планети¹³. Една студија на Хорнер и onesонс (2008), користејќи компјутерска симулација, покажа дека иако вкупниот ефект врз сите орбитирачки тела во Сончевиот систем е нејасен, Јупитер предизвикала повеќе импакти врз Земјата отколку што ги спречила¹⁴. Лекселовата комета, 1770 година, која помина поблиску до Земјата од која било друга комета во запишаната историја, беше познато дека е предизвикана од гравитационото влијание на Јупитер. Грезиер (2017) тврди дека идејата за Јупитер како штит е погрешно толкување на студијата на Џорџ Ветерил од 1996 година, и користејќи компјутерски модели Грезиер успеа да покаже дека Сатурн ја штити Земјата од повеќе астероиди и комети отколку Јупитер¹⁵.

Се смета дека животните од родот Spinoloricus ѝ пркосат на парадигмата дека на целиот животински свет на земјата му треба кислород.

Тектониката на плочи можеби не е единствена за Земјата или услов за комплексен живот

Ворд и Браунли тврдат дека за да се развие комплексен живот (фактор на равенка на ретка Земја fс), мора да има тектоника за да генерира биогеохемиски циклуси, и предвидуваат дека такви геолошки карактеристики нема да се најдат надвор од Земјата, укажувајќи на отсуството на опсервирачки планински масиви и орогенеза¹⁶. Меѓутоа, не постои научен консензус за еволуцијата на тектониката на плочи на Земјата. Иако се верува дека тектонското движење за првпат започнало пред околу три милијарди години¹⁷, во тоа време фотосинтезата и оксигенацијата веќе започнале. Понатаму, неодамнешни студии укажуваат на тектоника на плочи како епизоден планетарен феномен и дека животот може да еволуира за време на периоди на „застојани капаци“, а не тектонски состојби на плочи¹⁸.

Неодамнешните докази, исто така, укажуваат на слична активност која или се случила или продолжува да се случува на друго место. Геологијата на Плутон, на пример, опишана од Ворд и Браунли како „без планини или вулкани ... без вулканска активност“¹⁹, оттогаш се покажа дека е сосема спротивна, со геолошки активна површина која поседува органски молекули²⁰ и планински венци²¹ како Тензинг Монтес и Хилари Монтес споредливи во релативна големина со оние на Земјата, а опсервациите сугерираат вклучување на ендогени процеси²². Тектониката на плочи е предложена како хипотеза за дихотомијата на Марс, а во 2012 година геологот Ан Јин изнесе докази за активна тектоника на плочи на Марс²³. Одамна постои сомневање дека Европа има тектоника на плочи²⁴ и во 2014 година НАСА објави докази за активна субдукција²⁵. Како и Европа, анализата на површината на најголемата месечина на Јупитер, Ганимед сугерира дека таму се случила и тектоника на плочи^26/27. Во 2017 година, научниците кои ја проучуваа геологијата на Харон потврдија дека тектоника на ледени плочи дејствувала и на најголемата месечина на Плутон²⁸. Од 2017 година, неколку студии за геодинамиката на Венера, исто така, открија дека спротивно на ставот дека литосферата на Венера е статична, дека всушност е деформирана преку активни процеси слични на тектониката на плочи, иако со помала субдукција, што подразбира дека геодинамиката не е ретка појава во телата со големина на Земјата^29/30.

Кастинг сугерира дека нема ништо невообичаено во појавата на тектоника на плочи во големи карпести планети и течна вода на површината, бидејќи повеќето би требало да генерираат внатрешна топлина дури и без помош на радиоактивни елементи³¹. Студиите на Валенсија³² и Кован³³ сугерираат дека тектониката на плочи може да е неизбежна за карпестите планети со големина на Земјата или поголеми, односно Супер-Земји, за кои сега се знае дека се почести во планетарните системи³⁴.

1. Darling, David (2001). Life Everywhere: The Maverick Science of Astrobiology. Basic Books/Perseus.
2. Darling 2001, p. 103
3. Frazier, Kendrick. 'Was the 'Rare Earth' Hypothesis Influenced by a Creationist?' The Skeptical Inquirer. 1 November 2001
4. Schneider, Jean. "Interactive Extra-solar Planets Catalog". The Extrasolar Planets Encyclopaedia.
5. Howard, Andrew W.; et al. (2013). "A rocky composition for an Earth-sized exoplanet". Nature. 503 (7476): 381–384.
6. Stuart Gary New approach in search for alien life ABC Online. 22 November 2011
7. Kasting 2001, pp. 123
8. Petigura, Eric A.; Howard, Andrew W.; Marcy, Geoffrey W. (31 October 2013). "Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars".
9. Borenstein, Seth (4 November 2013). "8.8 billion habitable Earth-size planets exist in Milky Way alone"
10. Overbye, Dennis (4 November 2013). "Far-Off Planets Like the Earth Dot the Galaxy". New York Times.
11. Khan, Amina (4 November 2013). "Milky Way may host billions of Earth-size planets". Los Angeles Times.
12. Kasting 2001, pp. 118–120
13. Brumfiel, Geoff (2007). "Jupiter's protective pull questioned". News@nature.
14.Horner, J.; Jones, B.W. (2008). "Jupiter – friend or foe? I: the asteroids". International Journal of Astrobiology. 7 (3&4): 251–261.
15.Howell, Elizabeth (8 February 2017). "Saturn Could Be Defending Earth From Massive Asteroid Impacts". Space.com.
16. Ward & Brownlee 2000, pp. 191–193
17. Kranendonk, V.; Martin, J. (2011). "Onset of Plate Tectonics". Science. 333 (6041): 413–414.
18. O’Neill, Craig; Lenardic, Adrian; Weller, Matthew; Moresi, Louis; Quenette, Steve; Zhang, Siqi (2016). "A window for plate tectonics in terrestrial planet evolution?". Physics of the Earth and Planetary Interiors. 255: 80–92.
19. Ward & Brownlee 2000, pp. 15–33
20. Stern, S. A.; Cunningham, N. J.; Hain, M. J.; Spencer, J. R.; Shinn, A. (2012). "First Ultraviolet Reflectance Spectra of Pluto and Charon by Thehubble Space Telescopecosmic Origins Spectrograph: Detection of Absorption Features and Evidence for Temporal Change". The Astronomical Journal. 143 (1): 22.
21. Hand, Eric (2015). "UPDATED: Pluto's icy face revealed, spacecraft 'phones home'". Science.
22. Barr, Amy C.; Collins, Geoffrey C. (2015). "Tectonic activity on Pluto after the Charon-forming impact". Icarus. 246: 146–155.
23. Yin, A. (2012). "Structural analysis of the Valles Marineris fault zone: Possible evidence for large-scale strike-slip faulting on Mars". Lithosphere. 4 (4): 286–330.
24. Greenberg, Richard; Geissler, Paul; Tufts, B. Randall; Hoppa, Gregory V. (2000). "Habitability of Europa's crust: The role of tidal-tectonic processes". Journal of Geophysical Research. 105 (E7): 17551.
25. "Scientists Find Evidence of 'Diving' Tectonic Plates on Europa". www.jpl.nasa.gov. NASA. 8 September 2014.
26. Cameron, Marissa E.; Smith-Konter, Bridget R.; Burkhard, Liliane; Collins, Geoffrey C.; Seifert, Fiona; Pappalardo, Robert T. (2018). "Morphological mapping of Ganymede: Investigating the role of strike-slip tectonics in the evolution of terrain types". Icarus. 315: 92–114.
27. Ligier, N.; Paranicas, C.; Carter, J.; Poulet, F.; Calvin, W.M.; Nordheim, T.A.; Snodgrass, C.; Ferellec, L. (2019). "Surface composition and properties of Ganymede: Updates from ground-based observations with the near-infrared imaging spectrometer SINFONI/VLT/ESO". Icarus. 333: 496–515.
28. Emspak, Jesse (25 January 2017). "Pluto's Moon Charon Had Its Own, Icy Plate Tectonics". Space.com.
29. Byrne, Paul K.; Ghail, Richard C.; Şengör, A.M. Celâl; James, Peter B.; Klimczak, Christian; Solomon, Sean C. (2018). "The Globally Fragmented, Mobile Lithosphere of Venus May Resemble the Permobile Tectonic Regime of Archean Earth". Geological Society of America Abstracts with Programs.
30. Hansen, Vicki L. (2018). "Global tectonic evolution of Venus, from exogenic to endogenic over time, and implications for early Earth processes". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 376 (2132): 20170412.
31. Kasting 2001, pp. 118–120
32. Valencia, Diana; O'Connell, Richard J.; Sasselov, Dimitar D (November 2007). "Inevitability of Plate Tectonics on Super-Earths". Astrophysical Journal Letters. 670 (1): L45–L48.
33. Cowan, Nicolas B.; Abbot, Dorian S. (2014). "Water Cycling Between Ocean and Mantle: Super-Earths Need Not be Waterworlds". The Astrophysical Journal. 781 (1): 27.
34. Mayor, M.; Udry, S.; Pepe, F.; Lovis, C. (2011). "Exoplanets: the quest for Earth twins". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 369 (1936): 572–81.