Είμαστε εδώ. Δεν είμαστε απολύτως σίγουροι πώς φτάσαμε εδώ, αλλά είμαστε εδώ. Όμως… τι θα γινόταν αν δεν ήμασταν εδώ; Αυτό είναι το ερώτημα που έθεσαν επιστήμονες σε μια νέα μελέτη, προσομοιώνοντας μια εναλλακτική εκδοχή της Γης, όπου η ζωή, δεν βρήκε ποτέ τον τρόπο να αναπτυχθεί.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό The Planetary Science Journal, δεν αποτελούν απλώς ένα σουρεαλιστικό νοητικό πείραμα. Πρόκειται επίσης για ένα σοβαρό επιστημονικό ερώτημα, καθώς και για μια νέα διερεύνηση των ιδεών που διέπουν την «υπόθεση της Γαίας» (Gaia hypothesis).
Η υπόθεση της Γαίας υποστηρίζει ότι η ζωή στη Γη αλληλεπιδρά με το φυσικό περιβάλλον του πλανήτη με τρόπους που συμβάλλουν στη διατήρηση ενός κόσμου κατάλληλου για διαβίωση, δημιουργώντας ένα είδος πλανητικής ομοιόστασης.
Στη νέα έρευνα, υπό την καθοδήγηση της αστροβιολόγου Σαμάνθα Γκίλμπερτ Ζάνιζεκ από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, οι επιστήμονες-όπως αναφέρει το ScienceAlert, «γύρισαν τον χρόνο πίσω» για να εξετάσουν πώς θα μπορούσε να εξελιχθεί η Γη κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών —χωρίς καμία τέτοια υποθετική «βοηθητική παρέμβαση».
«Ένα ανοιχτό ερώτημα σχετικά με την εξέλιξη της Γης είναι αν θα μπορούσε να είναι κατοικήσιμη σε χρονικές κλίμακες δισεκατομμυρίων ετών, χωρίς την επίδραση της ζωής στο περιβάλλον», γράφουν οι ερευνητές στη μελέτη τους. «Είναι σαφές ότι η βιολογία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στο περιβάλλον της επιφάνειας της Γης, γεγονός που γεννά το κεντρικό μας ερώτημα: Είναι απαραίτητη η ζωή για τη διατήρηση της μακροπρόθεσμης κατοικησιμότητας ενός βραχώδους πλανήτη;».
Στη μελέτη τους, η Γκίλμπερτ Ζάνιζεκ και οι συνεργάτες της ανέπτυξαν ένα εξελιγμένο υπολογιστικό μοντέλο μιας Γης χωρίς ζωή, το οποίο όμως περιλαμβάνει όλα τα άλλα στοιχεία του φυσικού της περιβάλλοντος —συμπεριλαμβανομένων του πυρήνα, του μανδύα, του φλοιού, της ατμόσφαιρας και των ωκεανών του πλανήτη, καθώς και της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας— και υπολόγισαν πώς θα κυκλοφορούσαν οι χημικές ουσίες μεταξύ των διαφόρων τμημάτων του πλανήτη.
Συνολικά, προσομοίωσαν 19 βασικές πλανητικές ιδιότητες, όπως η ροή θερμότητας, η χημεία των ωκεανών και οι θερμοκρασίες της επιφάνειας, και παρακολούθησαν την εξέλιξη αυτής της εικονικής Γης σε βάθος 5 δισεκατομμυρίων ετών: από την εποχή περίπου του σχηματισμού της Γης έως και περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια στο μέλλον.
Πέρα από την απάντηση σε θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με την τύχη της υποθετικής Γης χωρίς ζωή, οι προσομοιώσεις αυτές θα μπορούσαν επίσης να μας βοηθήσουν να ερμηνεύσουμε τα ατμοσφαιρικά και χημικά ίχνη που εντοπίζουμε σε μακρινούς κόσμους.
«Το μοντέλο αυτό μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς πλανήτες που είναι κατοικήσιμοι αλλά στερούνται ζωής, θα μπορούσαν να παρουσιάζουν χαρακτηριστικά παρόμοια με εκείνα πλανητών που φιλοξενούν ζωή», αναφέρει η Γκίλμπερτ Ζάνιζεκ. «Όταν ερμηνεύουμε παρατηρήσεις από την ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη, το εργαλείο αυτό θα μας βοηθήσει να προσδιορίσουμε την πιθανότητα το φαινόμενο που παρατηρούμε να υποδηλώνει την ύπαρξη ζωής στην επιφάνειά του».
Όσον αφορά την επιφάνεια της προσομοιωμένης, άβιας Γης, αποδεικνύεται ότι η απουσία ζωής δεν φαίνεται να επιφέρει τεράστιες διαφορές στην εξέλιξη των συνθηκών σε βάθος δισεκατομμυρίων ετών —με πιο αξιοσημείωτη εξαίρεση την έλλειψη ατμοσφαιρικού οξυγόνου, δεδομένης της απουσίας φωτοσύνθεσης.
Αν και το ατμοσφαιρικό οξυγόνο μπορεί να θεωρείται απαραίτητη προϋπόθεση για τις περισσότερες μορφές σύνθετης ζωής, στην πραγματικότητα δεν αποτελεί προαπαιτούμενο για την κατοικησιμότητα στο πλαίσιο της αστρονομίας, όπου ο όρος ορίζεται συνήθως με βάση την ικανότητα ενός πλανήτη να διατηρεί υγρό νερό στην επιφάνειά του.
Υπό αυτή την έννοια, η άβια Γη παρουσίαζε, μεταξύ άλλων, παρόμοια επίπεδα νερού με τη δική μας Γη. «Δείχνουμε ότι ένας πλανήτης παρόμοιος με τη Γη μπορεί να διατηρήσει κατοικήσιμες θερμοκρασίες στην επιφάνειά του κατά τη διάρκεια 4,5 δισεκατομμυρίων ετών εξέλιξης (και περισσότερο), μέσω αποκλειστικά αβιοτικών διεργασιών, χωρίς να απαιτούνται βιολογικοί μηχανισμοί ανάδρασης για τη ρύθμιση του κλίματος», εξηγεί η ερευνητική ομάδα.
«Ο κύκλος ανθρακικών-πυριτικών πετρωμάτων —ο οποίος καθοδηγείται από την αλληλεπίδραση μεταξύ της χημικής αποσάθρωσης των πυριτικών πετρωμάτων, της ηφαιστειακής έκλυσης αερίων και της χημείας των ωκεανών— παρέχει έναν ισχυρό μηχανισμό αρνητικής ανάδρασης. Αυτός διατηρεί το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και τη θερμοκρασία της επιφάνειας εντός κατοικήσιμων ορίων, παρά το γεγονός ότι η φωτεινότητα του Ήλιου αυξήθηκε κατά περίπου 30% μέσα σε 4,5 δισεκατομμύρια έτη».
Τα ευρήματα δεν καταρρίπτουν την υπόθεση της Γαίας (Gaia hypothesis), ενώ οι ερευνητές επισημαίνουν ότι δεν μπορούν να αποκλείσουν το ενδεχόμενο η ζωή στη Γη να συμβάλλει σε διεργασίες που ενισχύουν την κλιματική σταθερότητα.
Οι ερευνητές αναγνωρίζουν επίσης ορισμένους περιορισμούς και απλουστεύσεις στο μοντέλο τους, όπως παραδοχές σχετικά με την τεκτονική των πλακών, τη χημεία της ατμόσφαιρας και τις διεργασίες που ρυθμίζουν το κλίμα της Γης.
Ωστόσο, τα αποτελέσματα της προσομοίωσής τους υποδεικνύουν ότι η ύπαρξη ζωής δεν αποτελεί προϋπόθεση για να παραμείνει κατοικήσιμος ένας βραχώδης πλανήτης.
«Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι μια Γη χωρίς ζωή θα μπορούσε να εξελιχθεί σε μια κατάσταση παρόμοια με τη σημερινή (όσον αφορά τη γεωφυσική και το κλίμα σε πλανητική κλίμακα), αλλά χωρίς την παρουσία άφθονου ατμοσφαιρικού οξυγόνου», καταλήγουν οι ερευνητές. «Συνεπώς, η εργασία αυτή συμβάλλει στην τρέχουσα συζήτηση γύρω από την υπόθεση της Γαίας, υποδεικνύοντας ότι η ζωή και η κατοικησιμότητα ενδέχεται να είναι, σε κάποιο βαθμό, ανεξάρτητες μεταξύ τους».
