Европейские астрономы назвали концентрацию кислорода в воздухе, оптимальную для развития жизни и возникновения сложных технологий. Возможно, планеты с такой атмосферой крайне редки, что и объясняет знаменитый парадокс Ферми.
Современная цивилизация опирается на превращения энергии, связанные с горением, окислением топлива. На этих процессах завязано все, начиная с приручения огня и до двигателей космических ракет, без них невозможна была бы ни обработка металлов, ни движение транспорта. Однако, чтобы поддерживать обычное горение, атмосфера должна содержать не меньше 18 процентов кислорода. И этот порог может ставить предел для развития технологии на многих далеких планетах. На него указывает новая статья, представленная в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.
В самом деле, для возникновения и эволюции сложной жизни, которая использует кислород в качестве основного окислителя, его концентрация в воздухе может быть не так велика. Оценить эту границу в точности трудно, зато нам известен верхний предел — около 30 процентов, в зависимости от влажности воздуха. Если кислорода больше, то он может вызывать постоянные и страшные пожары, способные уничтожать любую растительность и разрушать едва возникшие экосистемы.
Поэтому авторы новой работы — Амедео Бальби (Amedeo Balbi) из Римского университета и Адам Франк (Adam Frank) из Рочестерского университета — назвали оптимальными для жизни и одновременно для умеренного горения планеты, в атмосферах которых содержится от 18 до 21 процента кислорода. Вероятно, редкость таких условий делает развитую жизнь по-настоящему редкой и объясняет известный парадокс Ферми, связанный с отсутствием ясных свидетельств существования внеземных цивилизаций.
Сегодня инструменты способны оценить количество кислорода на далекой планете лишь в редчайших случаях. Как правило, астрономам 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.
Быть может, в других мирах, даже не способных поддерживать нормальное (в наших представлениях) горение, разумные виды могли двинуться по какой-то иной цивилизационной траектории и развить технологии на основе других процессов. Энергию для них может поставлять жар вулканов и других геотермальных источников или излучение материнской звезды, концентрированное с помощью зеркал.
Кроме того, стоит напомнить, что способность воспламенения материалов сильно зависит от давления. На планетах с меньшей концентрацией кислорода, но более плотной атмосферой, древесина и другие виды топлива все же смогут гореть даже при концентрациях кислорода менее 18 процентов.