По мнению европейских астрономов, для поддержания жизни и формирования развитых технологий концентрация кислорода в атмосфере должна быть оптимальной. Планеты, обладающие такой атмосферой, вероятно, встречаются крайне редко, что может являться объяснением известного парадокса Ферми.
Современная цивилизация базируется на процессах преобразования энергии, включающих горение и окисление топлива. От приручения огня до работы двигателей космических ракет – все эти процессы являются основополагающими, без них невозможна была бы ни обработка металлов, ни функционирование транспорта. Для поддержания горения атмосфера должна содержать не менее 18 процентов кислорода. Этот показатель может ограничить технологический прогресс на многих отдаленных планетах. Об этом свидетельствует новая статья, представленная в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.
Действительно, для появления и развития сложной жизни, использующей кислород в качестве основного окислителя, его концентрация в атмосфере не обязательно должна быть высокой. Точно определить эту границу сложно, однако известен верхний предел – приблизительно 30 процентов, что зависит от влажности воздуха. Более высокая концентрация кислорода может приводить к частым и разрушительным пожарам, способным уничтожать растительность и разрушать только формирующиеся экосистемы.
Поэтому Амедео Бальби из Римского университета и Адам Франк из Рочестерского университета, авторы новой работы, определили, что для поддержания жизни и умеренного горения планетам необходима атмосфера с содержанием кислорода от 18 до 21 процента. Считается, что подобное сочетание условий встречается крайне редко, что, вероятно, и делает развитую жизнь по-настоящему редкой и объясняет известный парадокс Ферми, обусловленный недостатком убедительных доказательств существования внеземных цивилизаций.
Оценить концентрацию кислорода на удаленных планетах возможно лишь с помощью специальных инструментов, и это происходит крайне редко. В большинстве случаев астрономы удается разве что показать наличие либо отсутствие того или иного газа в атмосфере. Но в будущем этот параметр может стать одним из ключевых для поисков жизни и цивилизаций на далеких планетах. Впрочем, возможно, что такие рассуждения применимы лишь для Земли — пока единственного известного нам примера обитаемой планеты.
Возможно, в иных мирах, где условия не позволяют поддерживать привычное для нас горение, разумные существа могли бы пойти по альтернативному пути развития цивилизации и создать технологии, основанные на иных принципах. Источником энергии для них могли бы служить тепло вулканов и других геотермальных источников, либо излучение звезды, сконцентрированное с помощью зеркал.
Следует также учитывать, что воспламеняемость материалов тесно связана с давлением. Даже на планетах с пониженным содержанием кислорода, но с более плотной атмосферой, древесина и другие горючие вещества могут гореть при концентрациях кислорода ниже 18 процентов.