Угол наклона земной оси важен для развития сложной жизни

Моделирование показало, что умеренный наклон оси вращения планеты обеспечивает интенсивное перемешивание питательных веществ в океане и бурный рост бактерий, которые наполняют воздух кислородом.

Фото из открытых источников

Высокоразвитая жизнь на Земле невозможна без кислорода. При этом весь кислород в воздухе планеты имеет биогенное происхождение. Он наполнил атмосферу почти 2,5 миллиарда лет назад (хотя, возможно, и намного раньше), в результате деятельности цианобактерий. Новое моделирование показало, что большую роль в этой «кислородной революции» сыграл наклон земной оси. Он усиливал перемешивание океана и способствовал усилению фотосинтеза. К такому выводу пришли Стефани Ольсон (Stephanie Olson) и ее коллеги из Университета Пердью, выступившие с докладом на Гольдшмидтовской конференции по геохимии.

Нам известны лишь один образчик планеты, населенной жизнью, — Земля — и единственный пример самой жизни. Трудно сказать, возможны ли совершенно другие варианты того и другого. Поэтому, оценивая шансы на обитаемость других планет, ее обязательно сопоставляют с Землей. Тут важны многие факторы: орбита, размеры и состав планеты, расстояние до звезды и температура поверхности, магнитное поле. Иногда в их числе рассматривают наличие спутника, стабилизирующего вращение планеты, и похожего на Юпитер гиганта, гравитация которого улавливает множество опасных небесных тел и защищает жизнь от постоянной бомбардировки. Еще одним из этих факторов можно считать умеренный наклон оси планеты.

Стефани Ольсон и ее соавторы провели моделирование условий, которые существовали в океанах Земли в эпоху далекой кислородной революции, и оценили, как изменение различных условий влияет на деятельность цианобактерий, а в итоге и на количество кислорода в атмосфере. Как и можно было бы ожидать, важными для этого факторами оказались продолжительность суток (и светового дня) и движения континентов, определяющие морские течения. Но выяснилось, что и величина наклона оси крайне важна для заполнения кислородом атмосферы.

Наклон земной оси составляет около 23°, и моделирование показало, что если бы оно было слишком слабым, цианобактериям пришлось куда труднее. Благодаря такому умеренному отклонению на Земле существуют времена года. Изменения температуры усиливают перемешивание океанской воды и растворенных в ней питательных веществ. Без сезонных перемен этот процесс происходил бы гораздо медленнее. С другой стороны, неблагоприятным для кислородной революции оказался и слишком сильный наклон. Создаваемые им сезонные перепады чересчур экстремальны для жизни. Наклон оси должен быть умеренным — примерно как на Земле.