Como surgiu e evoluiu a vida complexa na Terra e o que isso significa para encontrar vida fora da Terra?



É o que afirma um estudo recente publicado na Scientific Reports espera abordar, enquanto dois pesquisadores investigam como as placas tectônicas, oceanos e continentes são responsáveis ​​pelo surgimento e evolução de vida complexa em nosso planeta e como isso poderia resolver o Paradoxo de Fermi enquanto tenta melhorar a Equação de Drake sobre por que não não encontrei vida no universo e os parâmetros para encontrar vida, respectivamente.

Este estudo tem o potencial de ajudar os pesquisadores a compreender melhor o critério para encontrar vida fora da Terra, especificamente no que diz respeito aos processos geológicos exibidos na Terra.

Aqui, Universe Today discute este estudo com o Dr. Taras Gerya, que é professor de ciências da terra no Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH-Zurique) e coautor do estudo, sobre a motivação por trás do estudo, resultados significativos, estudos de acompanhamento, o que isso significa para a Equação de Drake e as implicações do estudo para encontrar vida fora da Terra.

Então, qual foi a motivação por trás deste estudo?

Gerya disse ao Universe Today:"Foi motivado pelo Paradoxo de Fermi ("Onde está todo mundo?"), apontando que a Equação de Drake normalmente prevê que existem de 1.000 a 100.000.000 de civilizações se comunicando ativamente em nossa galáxia, o que é muito otimista em relação a isso. uma estimativa. Tentamos descobrir o que pode precisar ser corrigido nesta equação para tornar a previsão com a Equação de Drake mais realista."

Para o estudo, a dupla de pesquisadores comparou dois tipos de processos tectônicos planetários:tampa única (também chamada de tampa estagnada) e placas tectônicas. Tampa única refere-se a um corpo planetário que não apresenta placas tectônicas e não pode ser dividido em placas separadas que exibem movimento deslizando uma em direção à outra (convergente), deslizando uma pela outra (transformando) ou deslizando para longe uma da outra (divergente).

Esta falta de atividade das placas tectônicas é frequentemente atribuída ao fato de a tampa de um corpo planetário ser muito forte e densa para ser quebrada. No final, os investigadores estimaram que 75% dos corpos planetários que apresentam convecção activa no seu interior não apresentam placas tectónicas e possuem tectónica de tampa única, sendo a Terra o único planeta que apresenta placas tectónicas. Portanto, eles concluíram que a tectônica de tampa única “provavelmente dominará os estilos tectônicos de corpos de silicato ativos em nossa galáxia”, de acordo com o estudo.

Além disso, os pesquisadores investigaram como os continentes e oceanos planetários contribuem para a evolução da vida inteligente e das civilizações tecnológicas. Eles notaram a importância da evolução da vida nos oceanos devido ao fato de eles estarem protegidos do clima espacial prejudicial, com a vida unicelular prosperando nos oceanos durante os primeiros bilhões de anos da história da Terra.

No entanto, os pesquisadores também enfatizam como a terra seca proporciona uma infinidade de benefícios para a evolução da vida inteligente, incluindo adaptações a diversos terrenos, como olhos e novos sentidos, o que contribuiu para que os animais evoluíssem em velocidade para caçar, entre outros recursos biológicos que possibilitaram a vida. para se adaptar aos vários ambientes terrestres em todo o planeta.

No final, os investigadores concluíram que a terra seca ajudou a contribuir para a evolução da vida inteligente em todo o planeta, incluindo o pensamento abstrato, a tecnologia e a ciência. Portanto, quais foram os resultados mais significativos deste estudo e quais estudos de acompanhamento estão atualmente em andamento ou sendo planejados?

Gerya disse ao Universe Today:"Essa condição muito especial (> 500 milhões de anos de coexistência de continentes, oceanos e placas tectônicas) é necessária em um planeta com uma vida primitiva para desenvolver uma vida comunicativa tecnológica inteligente. Esta condição é muito raramente realizado:apenas <0,003–0,2% dos planetas com alguma vida podem satisfazer esta condição."

Gerya continua:“Planejamos estudar a evolução da água no interior do planeta, a fim de compreender como a estabilidade do volume superficial do oceano (implicando a estabilidade da coexistência de oceanos e continentes) pode ser mantida por bilhões de anos (como na Terra).

"Também planejamos investigar o tempo de sobrevivência de civilizações tecnológicas com base em modelos de colapso social. Também iniciamos um projeto sobre a evolução do estado de oxigenação do interior e da atmosfera planetária, a fim de entender como as atmosferas ricas em oxigênio (essenciais em particular para o desenvolvimento de civilizações tecnológicas) ) podem ser formados em planetas com oceanos, continentes e placas tectónicas. O progresso nestas três direções é essencial, mas dependerá muito da disponibilidade de financiamento para investigação.

Conforme observado, este estudo foi motivado e tenta melhorar a Equação de Drake, que propõe uma equação multivariável que tenta estimar o número de civilizações comunicativas ativas (ACCs) que existem na Galáxia da Via Láctea. Foi proposto em 1961 pelo Dr. Frank Drake postular várias noções que ele encorajou a comunidade científica a considerar ao discutir como e por que não ouvimos falar dos ACCs e diz o seguinte:

N =R* xf_p x n_e xf_l xf_i xf_c xL

• N =o número de civilizações tecnológicas na Via Láctea que podem potencialmente se comunicar com outros mundos
• R* =a taxa média de formação de estrelas na Via Láctea
• fp =a fração dessas estrelas com planetas
• ne =o número médio de planetas potencialmente capazes de sustentar vida por estrela com planetas
• fl =fração de planetas capazes de sustentar e desenvolver vida em algum momento de sua história
• fi =a fração de planetas que desenvolve vida e evolui para vida inteligente
• fc =fração de civilizações que desenvolvem tecnologia capaz de enviar sinais detectáveis ​​ao espaço
• L =o período de tempo que as civilizações tecnológicas enviam sinais para o espaço

Segundo o estudo, a Equação de Drake estima que o número de ACCs varia amplamente, entre 200 e 50 milhões. Como parte do estudo, os pesquisadores propuseram adicionar duas variáveis ​​adicionais à Equação de Drake com base em suas descobertas de que as placas tectônicas, os oceanos e os continentes desempenharam um papel vital no desenvolvimento e evolução da vida complexa na Terra, que são as seguintes:

f_oc =a fração de exoplanetas habitáveis ​​que possuem continentes e oceanos notáveis

f_pt =a fração de exoplanetas habitáveis ​​que possuem continentes e oceanos notáveis ​​que também exibem placas tectônicas que funcionam há pelo menos 500 milhões de anos

Utilizando estas duas novas variáveis, o estudo forneceu novas estimativas para fi (probabilidades de planetas que desenvolvem vida e evoluem para vida inteligente). Então, qual é a importância de adicionar duas novas variáveis ​​à Equação de Drake?

Gerya disse ao Universe Today:"Isso nos permitiu redefinir e estimar mais corretamente o termo-chave da equação de Drake fi - probabilidade de um planeta com vida primitiva desenvolver uma vida comunicativa tecnológica inteligente. Originalmente, fi era (incorretamente) estimado como muito alto (100%). Nossa estimativa é muitas ordens de magnitude menor (<0,003–0,2%), o que provavelmente explica por que não somos contatados por outras civilizações."

Além disso, ao inserir essas duas novas variáveis ​​em toda a Equação de Drake, o estudo estima um número muito menor de ACCs em <0,006 a 100.000, o que contrasta fortemente com as estimativas originais da Equação de Drake de 200 a 50.000.000. Portanto, que implicações este estudo poderia ter na busca por vida fora da Terra?

Gerya disse ao Universe Today:"Isso tem três consequências principais:(1) não devemos esperar muito que seremos contatados (a probabilidade disso é muito baixa, em parte porque o tempo de vida das civilizações tecnológicas pode ser mais curto do que o esperado anteriormente ), (2) deveríamos usar o sensoriamento remoto para procurar planetas com oceanos, continentes e placas tectônicas (planetas COPT) em nossa galáxia com base em suas prováveis ​​diferenças (CO₂ -pobres) e assinaturas de refletividade superficial (devido à presença de oceanos e continentes), (3) devemos tomar cuidado com nosso próprio planeta e civilização, ambos são extremamente raros e devem ser preservados."

Este estudo surge no momento em que a busca por vida fora da Terra continua a ganhar força, com a NASA confirmando a existência de 5.630 exoplanetas até o momento em que este livro foi escrito, com quase 1.700 sendo classificados como Super-Terras e 200 sendo classificados como exoplanetas rochosos. Apesar destes números incríveis, especialmente desde que os exoplanetas começaram a ser descobertos na década de 1990, a humanidade ainda não detectou qualquer tipo de sinal de uma civilização tecnológica extraterrestre, que este estudo chama de ACCs.

Provavelmente o mais perto que chegamos de receber um sinal do espaço sideral foi o Wow! sinal, que foi uma explosão de rádio de 72 segundos recebida pelo radiotelescópio Big Ear da Ohio State University em 15 de agosto de 1977. No entanto, este sinal ainda não foi recebido desde então, juntamente com uma completa falta de sinais. Com este estudo, talvez os cientistas possam usar estas duas novas variáveis ​​adicionadas à Equação de Drake para ajudar a estreitar o alcance da descoberta de vida inteligente fora da Terra.

Gerya conclui dizendo ao Universe Today:"Esta pesquisa faz parte de uma nova ciência emergente - a Biogeodinâmica, que tentamos apoiar e desenvolver. A Biogeodinâmica visa compreender e quantificar as relações entre a evolução a longo prazo dos interiores planetários, superfície, atmosfera , e vida."