Dit is wat een recente studie publiceerde in Scientific Reports hoopt aan te pakken, terwijl een paar onderzoekers onderzochten hoe platentektoniek, oceanen en continenten verantwoordelijk zijn voor de opkomst en evolutie van complex leven op onze planeet en hoe dit de Fermi-paradox zou kunnen aanpakken, terwijl ze proberen de Drake-vergelijking te verbeteren over waarom we dat niet doen Ik heb respectievelijk geen leven gevonden in het universum en de parameters voor het vinden van leven.

Deze studie heeft het potentieel om onderzoekers te helpen het criterium voor het vinden van leven buiten de aarde beter te begrijpen, met name met betrekking tot de geologische processen die op aarde worden tentoongesteld.

Hier bespreekt Universe Today deze studie met Dr. Taras Gerya, hoogleraar aardwetenschappen aan het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie (ETH-Zürich) en co-auteur van de studie, over de motivatie achter de studie, significante resultaten, vervolgstudies, wat dit betekent voor de Drake-vergelijking en de implicaties van de studie voor het vinden van leven buiten de aarde.

Wat was de motivatie achter dit onderzoek?

Dr. Gerya vertelt aan Universe Today:“Het werd ingegeven door de Fermi Paradox (“Waar is iedereen?”), en wijst erop dat de Drake-vergelijking doorgaans voorspelt dat er tussen de 1.000 en 100.000.000 actief communicerende beschavingen in onze Melkweg zijn, wat te optimistisch is van een schatting. We hebben geprobeerd erachter te komen wat er mogelijk gecorrigeerd moet worden in deze vergelijking om de voorspelling met de Drake-vergelijking realistischer te maken."

Voor het onderzoek vergeleek het onderzoeksduo twee soorten planetaire tektonische processen:enkel deksel (ook wel stagnerend deksel genoemd) en platentektoniek. Enkel deksel verwijst naar een planetair lichaam dat geen platentektoniek vertoont en niet kan worden opgesplitst in afzonderlijke platen die beweging vertonen door naar elkaar toe te glijden (convergent), langs elkaar heen te glijden (transformeren) of van elkaar af te glijden (divergerend).

Dit gebrek aan plaattektoniek wordt vaak toegeschreven aan het feit dat het deksel van een planetair lichaam te sterk en te dicht is om uit elkaar te vallen. Uiteindelijk schatten de onderzoekers dat 75% van de planetaire lichamen die actieve convectie in hun binnenste vertonen, geen platentektoniek vertonen en wel een enkele dekseltektoniek bezitten, waarbij de aarde de enige planeet is die platentektoniek vertoont. Daarom concludeerden ze dat tektoniek met één deksel "waarschijnlijk de tektonische stijlen van actieve silicaatlichamen in onze Melkweg zal domineren", aldus het onderzoek.

Daarnaast onderzochten de onderzoekers hoe planetaire continenten en oceanen bijdragen aan de evolutie van intelligent leven en technologische beschavingen. Ze wezen op het belang van het leven dat zich voor het eerst in de oceanen ontwikkelde, omdat het beschermd werd tegen schadelijk ruimteweer, terwijl eencellig leven in de oceanen floreerde gedurende de eerste paar miljard jaar van de geschiedenis van de aarde.

De onderzoekers benadrukken echter ook hoe droog land talloze voordelen biedt voor de evolutie van intelligent leven, waaronder aanpassingen aan verschillende terreinen, zoals ogen en nieuwe zintuigen, die ertoe hebben bijgedragen dat dieren zich ontwikkelden om snel te kunnen jagen, naast andere biologische hulpbronnen die leven mogelijk maakten. om zich aan te passen aan de verschillende terrestrische omgevingen over de hele planeet.

Uiteindelijk concludeerden de onderzoekers dat droog land heeft bijgedragen aan de evolutie van intelligent leven over de hele planeet, inclusief abstract denken, technologie en wetenschap. Wat waren daarom de belangrijkste resultaten van dit onderzoek, en welke vervolgstudies zijn momenteel in de maak of gepland?

Dr. Gerya vertelt aan Universe Today:“Die zeer speciale toestand (>500 miljoen jaar naast elkaar bestaan ​​van continenten, oceanen en platentektoniek) is nodig op een planeet met een primitief leven om een ​​intelligent technologisch communicatief leven te ontwikkelen. Deze toestand is zeer zelden gerealiseerd:slechts <0,003-0,2% van de planeten met enig leven kan aan deze voorwaarde voldoen."

Dr. Gerya vervolgt:"We zijn van plan de waterevolutie in het binnenste van de planeten te bestuderen om te begrijpen hoe de stabiliteit van het oceaanvolume aan het oppervlak (wat de stabiliteit van het naast elkaar bestaan ​​van oceanen en continenten impliceert) gedurende miljarden jaren kan worden gehandhaafd (zoals op aarde). /P>

"We zijn ook van plan de overlevingstijd van technologische beschavingen te onderzoeken op basis van maatschappelijke ineenstortingsmodellen. We zijn ook een project gestart over de evolutie van de zuurstoftoestand van het interieur en de atmosfeer van planeten om te begrijpen hoe zuurstofrijke atmosferen (met name essentieel voor de ontwikkeling van technologische beschavingen) ) kan worden gevormd op planeten met oceanen, continenten en platentektoniek. Vooruitgang in deze drie richtingen is essentieel, maar zal sterk afhangen van de beschikbaarheid van onderzoeksfinanciering."

Zoals opgemerkt was dit onderzoek gemotiveerd en probeert het de Drake-vergelijking te verbeteren, die een multivariabele vergelijking voorstelt die probeert het aantal actieve, communicatieve beschavingen (ACC's) te schatten dat in het Melkwegstelsel bestaat. In 1961 werd door Dr. Frank Drake voorgesteld om verschillende opvattingen te postuleren die hij de wetenschappelijke gemeenschap aanmoedigde om in overweging te nemen bij het bespreken van zowel hoe als waarom we niets van ACC's hebben gehoord en luidt als volgt:

N =R* x f_p x n_e x f_l x f_i xf_c xL

• N =het aantal technologische beschavingen in het Melkwegstelsel dat potentieel met andere werelden kan communiceren
• R* =de gemiddelde stervormingssnelheid in het Melkwegstelsel
• fp =de fractie van die sterren met planeten
• ne =het gemiddelde aantal planeten dat mogelijk leven per ster kan ondersteunen met planeten
• fl =het deel van de planeten dat op een bepaald moment in zijn geschiedenis leven kan ondersteunen en ontwikkelen
• fi =het deel van de planeten dat leven ontwikkelt en evolueert naar intelligent leven
• fc =het deel van de beschavingen dat technologie ontwikkelt die detecteerbare signalen de ruimte in kan sturen
• L =de tijdsduur dat technologische beschavingen signalen de ruimte in sturen

Volgens de studie schat de Drake-vergelijking dat het aantal ACC's sterk varieert, tussen 200 en 50.000.000. Als onderdeel van het onderzoek stelden de onderzoekers voor om twee extra variabelen toe te voegen aan de Drake-vergelijking, gebaseerd op hun bevindingen dat platentektoniek, oceanen en continenten een cruciale rol hebben gespeeld in de ontwikkeling en evolutie van het complexe leven op aarde, namelijk:

f_oc =het deel van de bewoonbare exoplaneten met opmerkelijke continenten en oceanen

f_pt =de fractie bewoonbare exoplaneten die opmerkelijke continenten en oceanen bezitten die ook platentektoniek vertonen die al minstens 500 miljoen jaar functioneert

Met behulp van deze twee nieuwe variabelen leverde het onderzoek nieuwe schattingen op voor fi (de kans dat planeten leven ontwikkelen en evolueren naar intelligent leven). Dus, wat is het belang van het toevoegen van twee nieuwe variabelen aan de Drake-vergelijking?

Dr. Gerya vertelt aan Universe Today:"Hierdoor konden we de sleutelterm van de Drake-vergelijking fi opnieuw definiëren en correcter inschatten:de waarschijnlijkheid dat een planeet met primitief leven een intelligent technologisch communicatief leven ontwikkelt. Oorspronkelijk was fi (ten onrechte) naar schatting zeer hoog (100%). Onze schatting is vele ordes van grootte lager (<0,003–0,2%), wat waarschijnlijk verklaart waarom andere beschavingen geen contact met ons opnemen."

Bovendien schat de studie bij het invoeren van deze twee nieuwe variabelen in de gehele Drake-vergelijking een veel kleiner aantal ACC's op <0,006 tot 100.000, wat in schril contrast staat met de oorspronkelijke schattingen van de Drake-vergelijking van 200 tot 50.000.000. Welke implicaties zou deze studie daarom kunnen hebben voor de zoektocht naar leven buiten de aarde?

Dr. Gerya vertelt aan Universe Today:“Het heeft drie belangrijke gevolgen:(1) we moeten niet veel hopen dat er contact met ons wordt opgenomen (de kans hierop is erg laag, deels omdat de levensduur van technologische beschavingen korter kan zijn dan eerder werd verwacht ), (2) moeten we teledetectie gebruiken om te zoeken naar planeten met oceanen, continenten en platentektoniek (COPT-planeten) in onze Melkweg op basis van hun waarschijnlijk verschillende (CO₂ -arme) atmosfeer en oppervlaktereflectiviteit (vanwege de aanwezigheid van oceanen en continenten), (3) we moeten zorg dragen voor onze eigen planeet en beschaving, beide zijn uiterst zeldzaam en moeten behouden blijven."

Deze studie komt op het moment dat de zoektocht naar leven buiten de aarde steeds meer terrein wint, waarbij NASA op het moment van schrijven het bestaan ​​van 5.630 exoplaneten heeft bevestigd, waarvan bijna 1.700 geclassificeerd zijn als Super-Earths en 200 als rotsachtige exoplaneten. Ondanks deze ongelooflijke aantallen, vooral sinds de ontdekking van exoplaneten in de jaren negentig, heeft de mensheid nog geen enkel signaal van een buitenaardse technologische beschaving ontdekt, die in dit onderzoek ACC's wordt genoemd.

Waarschijnlijk het dichtst dat we bij het ontvangen van een signaal uit de ruimte zijn gekomen, was de Wow! signaal, een radiostoot van 72 seconden, ontvangen door de Big Ear-radiotelescoop van de Ohio State University op 15 augustus 1977. Dit signaal moet sindsdien echter nog worden ontvangen, samen met een volledig gebrek aan signalen. Met dit onderzoek kunnen wetenschappers misschien deze twee nieuwe variabelen, toegevoegd aan de Drake-vergelijking, gebruiken om de reikwijdte van het vinden van intelligent leven buiten de aarde te helpen verkleinen.

Dr. Gerya besluit door tegen Universe Today te zeggen:“Dit onderzoek maakt deel uit van een opkomende nieuwe wetenschap – biogeodynamica, die we proberen te ondersteunen en te ontwikkelen. Biogeodynamica heeft tot doel de relaties tussen de langetermijnevolutie van het interieur van planeten, het oppervlak en de atmosfeer te begrijpen en te kwantificeren. , en leven."