دانشمندان در پژوهشی تازه با استفاده از شبیه‌سازی رایانه‌ای بررسی کرده‌اند که اگر حیات هرگز روی زمین به وجود نمی‌آمد، این سیاره در طول میلیاردها سال چه مسیری را طی می‌کرد و آیا همچنان می‌توانست شرایط لازم برای سکونت‌پذیری را حفظ کند یا خیر.
به گزارش سیناپرس،نتایج این مطالعه که در نشریه علمی The Planetary Science Journal منتشر شده، نشان می‌دهد زمین حتی بدون وجود موجودات زنده نیز می‌توانست برای میلیاردها سال دمای سطحی مناسب و آب مایع داشته باشد.
این پژوهش به سرپرستی سامانتا گیلبرت-جانیژک، اخترزیست‌شناس دانشگاه واشینگتن، انجام شده و پرسشی اساسی را بررسی می‌کند: آیا وجود حیات برای حفظ شرایط سکونت‌پذیری یک سیاره سنگی ضروری است؟
این پرسش با یکی از نظریه‌های شناخته‌شده در علوم زمین، موسوم به فرضیه گایا، ارتباط دارد. بر اساس این فرضیه، موجودات زنده از طریق تعامل با محیط فیزیکی زمین، در حفظ شرایط مناسب برای ادامه حیات و ایجاد نوعی تعادل در سامانه سیاره‌ای نقش دارند.
برای بررسی این موضوع، پژوهشگران مدلی رایانه‌ای از زمینی بدون حیات طراحی کردند که تمام اجزای غیرزیستی آن، از جمله هسته، گوشته، پوسته، اقیانوس‌ها و جو را در نظر می‌گرفت.
در این شبیه‌سازی، ۱۹ ویژگی مهم سیاره از جمله جریان گرما، ترکیبات شیمیایی اقیانوس‌ها و دمای سطحی بررسی شد. دانشمندان همچنین چرخه جابه‌جایی مواد شیمیایی میان بخش‌های مختلف سیاره را در بازه‌ای حدود پنج میلیارد سال شبیه‌سازی کردند؛ از دوران شکل‌گیری زمین تا حدود ۵۰۰ میلیون سال در آینده.
یکی از مهم‌ترین نتایج این بررسی، نبود تغییرات اساسی در توانایی زمین برای حفظ شرایط سکونت‌پذیر، حتی در غیاب حیات بود. البته یک تفاوت بسیار مهم وجود داشت: در زمین فرضی، اکسیژن فراوان در جو شکل نمی‌گرفت؛ زیرا فرایند فتوسنتز و فعالیت موجودات زنده‌ای که اکسیژن تولید می‌کنند، وجود نداشت.
بااین‌حال، از دیدگاه اخترشناسی، وجود اکسیژن شرط ضروری سکونت‌پذیری یک سیاره محسوب نمی‌شود. مهم‌ترین معیار در این زمینه، توانایی حفظ آب مایع در سطح سیاره است.
پژوهشگران توضیح می‌دهند که چرخه کربنات ـ سیلیکات می‌تواند حتی بدون دخالت موجودات زنده، به تنظیم بلندمدت دمای زمین کمک کند. این چرخه از تعامل میان فرسایش سنگ‌های سیلیکاتی، فعالیت‌های آتشفشانی و شیمی اقیانوس‌ها شکل می‌گیرد و با تنظیم میزان دی‌اکسیدکربن جو، مانع نوسانات شدید دمایی می‌شود.
این سازوکار اهمیت زیادی دارد؛ زیرا در طول حدود ۴.۵ میلیارد سال گذشته، درخشندگی خورشید تقریباً ۳۰ درصد افزایش یافته است، اما مدل نشان می‌دهد زمین بدون وجود حیات نیز می‌توانست از طریق فرایندهای زمین‌شناختی، دمای سطحی قابل‌سکونتی را حفظ کند.
این یافته‌ها می‌توانند در جست‌وجوی حیات فرازمینی نیز کاربرد داشته باشند. یکی از چالش‌های مهم اخترشناسان این است که برخی سیارات بدون داشتن موجودات زنده ممکن است نشانه‌های جوی و شیمیایی مشابه سیارات زیست‌پذیر داشته باشند.
به گفته پژوهشگران، مدل جدید می‌تواند به دانشمندان کمک کند هنگام بررسی جو سیارات فراخورشیدی، میان نشانه‌های ناشی از فرایندهای غیرزیستی و علائم احتمالی وجود حیات تمایز قائل شوند.
البته این نتایج به معنای رد فرضیه گایا نیست. پژوهشگران تأکید می‌کنند که حیات ممکن است همچنان در تقویت پایداری اقلیمی زمین نقش داشته باشد. همچنین، این شبیه‌سازی محدودیت‌هایی دارد و برخی فرایندها مانند زمین‌ساخت صفحه‌ای و واکنش‌های شیمیایی جو در آن ساده‌سازی شده‌اند.
در مجموع، این مطالعه نشان می‌دهد که وجود حیات لزوماً شرط حفظ سکونت‌پذیری یک سیاره سنگی نیست و ممکن است سیاراتی در جهان وجود داشته باشند که بدون هیچ موجود زنده‌ای، برای میلیاردها سال شرایط مناسبی برای وجود آب مایع حفظ کرده‌اند.
این پژوهش در نشریه علمی The Planetary Science Journal منتشر شده است.