Атмосферный кислород необходим технологическим цивилизациям?

Использование огня нашими предками около 2 млн. лет назад проложило путь к нашей эволюции. Но насколько важен огонь для возникновения цивилизаций? Недавнее исследование выявило интригующую связь между атмосферным кислородом и возможностью существования на других планетах цивилизаций, обладающих огнем. В связи с этим возникает вопрос: является ли атмосферный кислород (и огонь) необходимым условием возникновения технологических цивилизаций?

Homo Ignus — Огнедышащая обезьяна

Около 2 млн. лет назад Homo erectus, наши прямоходящие обезьяны, начали осваивать силу огня. Превратившись из беспринципных пользователей природных костров в мастеров по созданию пламени, они заложили основу для эволюции человека. Мы стали существами, определяемыми огнем, полагаясь на него для приготовления пищи, тепла и света. Но это заставляет нас задуматься: Могла ли цивилизация возникнуть без огня?

Существование огня связано с наличием кислорода в атмосфере. Для открытого пламени необходима атмосфера с содержанием кислорода не менее 18%, а для надежного воспламенения может потребоваться и 20%. Наша современная атмосфера состоит из 21% кислорода, но только в течение последних 200 млн. лет его содержание превышало 18%. Таким образом, на протяжении большей части истории Земли огонь был недостижим. Это подчеркивает, что планеты, поддерживающие огонь, могут быть редкими во Вселенной, что может ограничить развитие цивилизаций в других местах, металлообработка москва.

Недавнее исследование проливает свет на «узкое место

В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов Arxiv, рассматриваются условия, необходимые для создания богатой кислородом атмосферы, и выясняется, что они весьма специфичны. Свободный кислород образуется двумя основными способами: биологическим — путем фотосинтеза и абиотическим, когда ультрафиолетовое излучение расщепляет водяной пар на водород и кислород.

В исследовании подчеркивается, что преобладающий механизм зависит от размера и температуры планеты. На Земле свободный кислород необходим живым организмам. Слишком маленькая планета не имеет достаточной для жизни атмосферы, а если планета слишком большая, то ее атмосфера, в которой преобладают водород и гелий, не может производить достаточно кислорода, чтобы преодолеть 18%-ный порог. Следовательно, обитатели суперземли с температурой, подобной земной, могут не иметь доступа к открытому огню.

Случай более горячих планет

Для более теплых планет абиотический процесс становится доминирующим, но только в том случае, если планета больше Земли. На малых горячих планетах, таких как Венера, слой водяного пара не может быть достаточно толстым для образования значительного количества кислорода. Если мы обнаружим суперземли с богатой кислородной атмосферой, то она, вероятно, возникла абиотическим путем, что потенциально позволит формам жизни использовать этот кислород, даже для создания цивилизации, основанной на огне.

В статье не рассматриваются все детали атмосферного кислорода, но ставится задача обрисовать ограничения для возникновения огня на возможно пригодных для жизни мирах. Исследуя космос в поисках признаков жизни, мы, возможно, должны будем различать миры, поддерживающие жизнь, и миры, на которых развиваются цивилизации.

Более редкий феномен, чем считалось ранее

Связь между богатыми кислородом атмосферами, возможностью существования огня и возникновением цивилизаций проливает новый свет на наши представления о пригодных для жизни планетах. Условия для существования богатой кислородом атмосферы более жесткие, чем считалось ранее, что указывает на то, что цивилизации, обладающие огнем, могут быть гораздо более редкими во Вселенной, чем мы предполагали ранее.