Статья о саморегулирующем процессе на планете, который помог сохранить жизнь во время экстремальных климатических изменений.
Скорее всего, мы никогда не узнаем, как началась жизнь на Земле. Возможно, в неглубоком бассейне, освещенном солнцем. Или в дробильных океанских глубинах в милях под поверхностью, рядом с трещинами в земной коре, из которых извергался горячий суп с высоким содержанием минералов. Хотя есть веские доказательства того, что жизнь началась как минимум 3,7 миллиарда лет назад, мы не знаем точно, когда она началась.
Но эти проходящие эоны дали нечто, возможно, еще более примечательное: жизнь сохранилась. Несмотря на массивные удары астероидов, катаклизмическую вулканическую активность и экстремальные климатические изменения, жизнь сумела не просто цепляться за наш скалистый мир, но и процветать.
Изначально предполагали, что жизнь, взаимодействуя с земной корой, океанами и атмосферой, оказывает стабилизирующее воздействие на условия на поверхности планеты - в частности, на состав атмосферы и климат. При таком саморегулирующемся процессе жизнь смогла выжить в условиях, которые стерли бы ее с лица земли на нерегулируемых планетах.
Признают, что жизнь не была пассивным пассажиром на Земле. Скорее, она глубоко перестроила планету, создав новые породы, такие как известняк, воздействуя на атмосферу путем производства кислорода и приводя в движение циклы таких элементов, как азот, фосфор и углерод. Изменение климата, вызванное деятельностью человека, которое во многом является следствием того, что мы сжигаем ископаемое топливо и тем самым высвобождаем двуокись углерода, является лишь последним проявлением того, как жизнь влияет на систему Земли.
В то время как сейчас принято считать, что жизнь является мощной силой на планете. Несмотря на свидетельства того, что поверхностные температуры, за исключением нескольких заметных исключений, остались в пределах, необходимых для широкого распространения жидкой воды, многие ученые связывают это просто с удачей. Если бы Земля полностью опустилась в ледяной или горячий дом (думаю, Марс или Венера), то жизнь бы вымерла, и нас бы здесь не было, чтобы задаваться вопросом, как она сохранялась так долго. Это форма антропологического отбора, которая говорит о том, что объяснять нечего.
Очевидно, что жизни на Земле повезло. В первую очередь, Земля находится в жилой зоне - она движется по орбите вокруг Солнца на таком расстоянии, что вырабатывает температуру поверхности, необходимую для жидкой воды. Во Вселенной существуют альтернативные и, возможно, более экзотические формы жизни, но жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, требует воды. Жизни также повезло избежать очень больших столкновений с астероидами. Кусок горной породы, значительно превышающий ту, что привела к гибели динозавров около 66 млн. лет назад, мог бы полностью стерилизовать Землю.
Но что, если бы жизнь смогла столкнуть с одной стороны чашу весов судьбы? Что если бы жизнь в каком-то смысле принесла свою удачу, уменьшив воздействие планетарных возмущений? Как должно работать планетарное саморегулирование?
Хотя естественный отбор является мощным объяснительным механизмом, который может объяснить большую часть изменений, которые мы наблюдаем в видах с течением времени, нам не хватает теории, которая могла бы объяснить, как живые и неживые элементы планеты производят саморегулирование.
Если оно стабилизируется, то происходит дальнейшая биологическая эволюция, которая со временем перенастроит набор взаимодействий между жизнью и планетой. Известным примером является происхождение фотосинтеза, вызывающего кислород, около 3 миллиардов лет назад, в мире, ранее лишенном кислорода. Если эти новые взаимодействия стабилизируются, то планета-система продолжает саморегулироваться. Но новые взаимодействия также могут вызывать сбои и обратную связь. В случае фотосинтеза это привело к резкому повышению уровня кислорода в атмосфере во время "Великого окисления" около 2,3 миллиардов лет назад. Это был один из редких периодов в истории Земли, когда изменения были настолько выражены, что, вероятно, уничтожили большую часть существующей биосферы, фактически перезагрузив систему.
Шансы на самоорганизацию жизни и окружающей среды в саморегулирующиеся состояния могут быть намного выше, чем можно было бы ожидать. Если это так, то, учитывая достаточное биоразнообразие, это может быть чрезвычайно вероятно. Но есть предел этой стабильности. Слишком надавите на систему, и она может выйти за критическую точку и быстро рухнуть в новое и потенциально совсем другое состояние.
Актуальность выводов с учетом нынешней озабоченности в связи с изменением климата не ускользнула от нас. Что бы ни делали люди, жизнь так или иначе будет продолжаться. Но если мы продолжим выбрасывать парниковые газы и таким образом изменим атмосферу, то мы рискуем вызвать опасное и потенциально опасное изменение климата. Это может в конечном итоге остановить влияние человеческой цивилизации на атмосферу, хотя бы потому, что не останется ни одной человеческой цивилизации.
За последние 3,7 миллиарда лет с Земли появилось и исчезло бесчисленное множество видов. У нас нет причин думать, что Homo sapiens отличаются в этом отношении.
