Ми тут. Ми не зовсім впевнені, як ми сюди потрапили, але ми тут.

Але… що як нас не було б?

Це питання поставили вчені в новому дослідженні, змоделювавши альтернативне бачення Землі, де життя ніколи не виникло.

Результати, опубліковані в The Planetary Science Journal, не є просто сюрреалістичним експериментом.

Це також серйозне наукове питання, яке досліджує ідеї, пов'язані з гіпотезою Гайї.

Гіпотеза Гайї пропонує, що життя на Землі взаємодіє з фізичним середовищем планети, допомагаючи підтримувати придатний для життя світ.

У новому дослідженні, яке очолила астробіолог Сімона Гілберт-Янізек з Університету Вашингтона, вчені повернулися назад у часі, щоб побачити, як Земля могла б розвиватися протягом мільярдів років без такого гіпотетичного впливу.

"Відкритим питанням щодо еволюції Землі є те, чи могла б вона бути придатною для життя протягом мільярдів років без впливу життя на навколишнє середовище", - пишуть дослідники у своїй статті.

"Очевидно, що біологія відіграє важливу роль у поверхневому середовищі Землі, що спонукає наше центральне питання: чи потрібне життя для підтримки довгострокової придатності кам'янистої планети?"

У своєму дослідженні Гілберт-Янізек та колеги розробили складну комп'ютерну модель Землі без життя, але з усіма іншими елементами її фізичного середовища – включаючи ядро, мантію, кору, атмосферу, океани та сонячну радіацію – і розрахували, як хімічні елементи циклічно взаємодіють між різними частинами планети.

Вони змоделювали 19 ключових планетарних властивостей, таких як тепловий потік, хімія океанів і температури поверхні, і відстежували, як ця віртуальна Земля розвивалася протягом 5 мільярдів років.

Крім того, що це дослідження відповідає на екзистенційні питання про долю нашої гіпотетичної безжиттєвої Землі, моделювання також може допомогти нам зрозуміти атмосферні та хімічні сигнали, які ми виявляємо на далеких світах.

"Ця модель може допомогти нам зрозуміти, як придатні, але неживі планети можуть імітувати живі планети", - говорить Гілберт-Янізек.

"Коли ми інтерпретуємо спостереження атмосфери екзопланети, цей інструмент допоможе нам визначити ймовірність того, що те, що ми спостерігаємо, вказує на життя на поверхні."

Щодо безжиттєвої поверхні змодельованої абіотичної Землі, виявляється, що відсутність життя не має великого значення для того, як все розвивається протягом мільярдів років – з найбільш вражаючим винятком відсутності атмосферного кисню.

Хоча атмосферний кисень може вважатися необхідним для більшості складних форм життя, він не є обов'язковим для придатності в контексті астрономії, де зазвичай визначається здатність планети підтримувати рідку воду на своїй поверхні.

У цьому контексті безжиттєва Земля демонструвала подібні рівні води до нашої власної Землі.

"Ми демонструємо, що планета, схожа на Землю, може підтримувати придатні для життя температури поверхні протягом 4,5 мільярдів років еволюції (і довше) лише за допомогою абіотичних процесів, без необхідності біологічних зворотних зв'язків для регулювання клімату", - пояснює команда.

"Цикл карбонатів-силікатів, що керується взаємодією між силікатним вивітрюванням, вулканічним вивітрюванням і хімією океанів, забезпечує надійний негативний зворотний зв'язок, який підтримує атмосферний CO₂ і температуру поверхні в межах придатних меж, незважаючи на те, що яскравість Сонця збільшується приблизно на 30 відсотків протягом 4,5 мільярдів років."

Результати не спростовують гіпотезу Гайї, і дослідники зазначають, що не можуть виключити можливість того, що життя на Землі сприяє процесам, які підвищують стабільність клімату.

Дослідники також визнають кілька обмежень і спрощень у своїй моделі, включаючи припущення про тектоніку плит, атмосферну хімію та процеси, які регулюють клімат Землі.

Але, незважаючи на це, результати їхнього моделювання свідчать про те, що життя не є необхідною умовою для того, щоб кам'яниста планета залишалася придатною для життя.

"Наші результати свідчать про те, що абіотична Земля могла б еволюціонувати до подібного стану (з точки зору глобальної геофізики та клімату), як сучасна Земля без життя, але без значного атмосферного кисню", - підсумовують дослідники.

"Ця робота таким чином сприяє триваючій дискусії щодо гіпотези Гайї, пропонуючи, що життя та придатність можуть бути дещо відокремлені."