Редкость технологических цивилизаций во Вселенной: роль тектоники плит и углекислого газа
Мечта человечества о встрече с внеземными цивилизациями сопровождает нас десятилетиями. Однако новые исследования, представленные на совместной конференции EPSC–DPS2025 в Хельсинки, заставляют задуматься: вероятность существования других технологических видов в нашей Галактике может быть значительно ниже, чем принято считать. Главные факторы, ограничивающие шанс на появление развитой цивилизации, — это геологические и атмосферные особенности планет.
По словам доктора Мануэля Шерфа и профессора Хельмута Ламмера из Института космических исследований Австрийской академии наук в Граце, наличие у планеты тектоники плит и правильного баланса углекислого газа в атмосфере играет ключевую роль в долговечности её биосферы. Без этих условий жизнь, а тем более технологическое развитие, становятся крайне маловероятными.
Почему тектоника плит так важна
Земля — уникальный пример планеты с активной тектоникой плит. Именно этот процесс обеспечивает стабильный углеродно-силикатный цикл: вулканизм и движение плит регулируют количество углекислого газа в атмосфере, поддерживая пригодные для жизни условия.
Слишком малое содержание CO₂ приведёт к остановке фотосинтеза и гибели большинства форм жизни. Слишком высокое, напротив, вызовет парниковый эффект или создаст токсичную среду. Со временем углекислый газ «запирается» в горных породах, и если его не возвращать в атмосферу, биологическая активность угасает. По оценкам Шерфа, Земля потеряет способность поддерживать фотосинтез через 200 миллионов — 1 миллиард лет.
Хрупкий баланс углекислого газа
Исследователи моделировали разные варианты атмосферы. Планета с 10% углекислого газа, расположенная дальше от своей звезды или вращающаяся вокруг более молодой и менее яркой звезды, могла бы поддерживать биосферу до 4,2 миллиарда лет. При 1% CO₂ срок существования жизни сокращается до 3,1 миллиарда лет.
Для сравнения: на Земле содержание углекислого газа составляет всего 0,042%, но именно сочетание низкой концентрации CO₂ с тектоникой плит и достаточным количеством кислорода обеспечило устойчивость биосферы в течение последних сотен миллионов лет.
Роль кислорода и технологической эволюции
Жизнь сама по себе ещё не гарантирует возникновение разума. Для появления технологической цивилизации необходим определённый уровень кислорода в атмосфере. Минимум, по расчётам, составляет около 18%.
Без этого порога невозможна открытая воздушная среда для горения. А без огня не возникает металлургия и, как следствие, индустриальное развитие. Таким образом, даже при наличии сложной многоклеточной жизни цивилизация может «застрять» на доиндустриальной стадии.
На Земле путь от зарождения жизни до появления разумного вида занял около 4,5 миллиарда лет. Этот срок — естественный ориентир для оценки возможности появления других цивилизаций.
Насколько редки соседи по Галактике
Комбинируя факторы углекислого газа, кислорода и тектоники плит, Шерф и Ламмер пришли к выводам, которые звучат одновременно трезво и тревожно.
Чтобы хотя бы одна другая цивилизация существовала в Млечном Пути одновременно с нашей, средняя продолжительность её существования должна составлять не менее 280 тысяч лет. Для того чтобы насчитывалось десять цивилизаций, этот срок должен превышать 10 миллионов лет.
Получается, что если внеземные технологические виды существуют, то они почти наверняка намного старше человечества. Более того, по статистическим моделям ближайшая цивилизация может находиться на расстоянии около 33 тысяч световых лет от Земли. Для сравнения, наше Солнце расположено в 27 тысячах световых лет от центра Галактики. То есть «соседи» могли бы находиться где-то на противоположной стороне Млечного Пути.
Уравнение редкости
Авторы исследования подчёркивают, что их расчёты не претендуют на абсолютность. В них не учтены факторы, связанные с происхождением самой жизни, фотосинтеза, многоклеточных организмов и собственно интеллекта. Каждый из этих этапов может быть либо очень редким, либо относительно распространённым. Но пока у учёных нет способов количественно оценить такие вероятности.
Если окажется, что каждый из этих шагов имеет низкую вероятность, то пессимистичный сценарий Шерфа и Ламмера близок к истине: разумные цивилизации действительно редки. Если же вероятность высока, то мы можем ожидать большее число потенциальных соседей.
Что это значит для SETI
Несмотря на кажущуюся безнадёжность поиска, Шерф настаивает на продолжении проектов SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). Даже если вероятность обнаружения крайне мала, единственный способ проверить её — это наблюдать и слушать космос.
Если поиски не принесут результатов, это лишь укрепит гипотезу о редкости цивилизаций. Но если сигнал всё же будет найден, это станет величайшим научным открытием в истории человечества, доказательством того, что мы не одиноки.
Вместо заключения
Исследование австрийских учёных напоминает о том, что наше существование — результат удивительного совпадения множества факторов. Тектоника плит, тонкий баланс углекислого газа, высокий уровень кислорода и колоссальное время эволюции — всё это сформировало условия для появления цивилизации, способной размышлять о своём месте во Вселенной.
Но именно эта уникальность делает нас уязвимыми. Понимание редкости технологической жизни должно подталкивать человечество не только к поиску внеземных разумов, но и к сохранению собственного дома. Ведь если расчёты Шерфа и Ламмера верны, то наша планета может быть одной из немногих, где Вселенная подарила шанс на разум.