Жизнь и эволюция на «тяжелых» планетах
Жизнь и эволюция на «тяжелых» планетах
В настоящий момент значительная часть открытых экзопланет относится к категории «суперземель». Тогда как число найденных миров земной или меньшей массы – очень незначительно. Объясняется это, конечно, методами регистрации, лишь в редких случаях позволяющими «увидеть» легкую планету. Тем не менее, суперземли есть, их много, и с ними что-то нужно делать. А что можно сделать с экзопланетой на данном этапе развития технологий? Только придумать для неё биосферу. ...Но кстати о суперземлях. Под таковыми подразумеваются планеты массой от 3 до 10 земных. На на нижней границе разница с «землями» становится не принципиальной, а верхней тяжёлые планеты переходят в разряд мининептунов. Жизнь же на газовых и ледяных гигантах – тема отдельная. Она определённо не будет ни белковой, ни хоть в какой-то мере «землеподобной». И речь, таким образом, о биосферах планет с твёрдой поверхностью, но существенно большей, чем на Земле, силой тяжести. Что касается поверхности, то с ней уже всё не просто...

Планета относительно высокой массы, формирующаяся в зоне обитаемости, не сможет удержать водород, но будет усиленно – эффективнее, чем это делала молодая Земля, – копить более тяжёлые газы. Это могут быть гелий, метан, углекислый газ, аммиак и водяной пар. В процессе эволюции атмосферы гелий, скорее всего, покинет её на раннем этапе, – пока планета не остыла. Метан и углекислота перейдут в минеральную форму, как это произошло на Земле, аммиак превратится в азот, но вода – останется. То есть, тяжелые миры должны быть влажными, – с вероятностью превращения в планеты-океаны, – и жаркими, с риском развития событий по венерианскому сценарию, ввиду высокой плотности атмосферы. Но – всё это отдельные, интересные проблемы. Пока же просто допустим, что подобного не произошло.

Следовательно, суперземля – мир с морями, сушей, плотной (от этого не уйти) атмосферой, низкой – иначе перегрев неизбежен, – освещённостью. И с высокой силой тяжести. С не очень высокой. Потолок, выше которого превращение к газовый гигант неизбежно, находится на уровне 2, – с большими допущениями 2.5g. Почти же наверняка обитаемая суперземля будет иметь силу тяжести не выше 1.8g.

Таким образом, отличия заключаются в освещённости, плотности атмосферы и силе тяжести. Освещённость, – а речь о полной темноте не идёт, – имеет некоторое значение в море – слой, в котором возможен фотосинтез будет тоньше. На ранних этапах эволюции, пока и на Земле глубже 50 метров синтезирующие бактерии не селились, это кратно снизит площадь обитаемой зоны. Но после выходя на сушу роль данного фактора снизится. Ибо на Земле количество достигающего поверхности солнечного света далеко превосходит потребности растений. Лес тяжёлого мира будет достаточно мрачен (листья растений не прозрачны, имеют тёмный цвет и поглощают по-возможности всё излучение), однако – и только.

Что меняет атмосфера, более плотная, допустим в 4-10 раз? Помимо климата – более тёплого и ровного с минимальными суточными и широтными колебаниями температуры (что означает слабость ветров), такая атмосфера будет оказывать сильное сопротивление движению. Что скажется лишь на последних этапах эволюции, когда появятся животные, умеющие быстро бегать. Считается, почему-то, что плотная атмосфера хороша для летающих тварей. Но если не иметь ввиду аэростатический полёт (5 атмосфер при повышенной силе тяжести для парения на пузыре водорода мало), то – нет. Плотность ничего не даёт, если речь о полёте планирующем (подъёмная сила зависит не только от плотности, но и от скорости). Машущему же полёту густая атмосфера мешает, создавая сопротивление движениям.



...Таким образом, не добравшись даже до силы тяжести, мы видим мир, где жизнь сосредоточена на суше, а роль моря, где недостаток света снижает эффективность фотосинтеза, невелика. С другой же стороны, пустеет и небо. Сочетание высокой плотности среды (вариант, при котором выгодным становится воздухоплавание должен быть рассмотрен отдельно) и высокой гравитации делает полёт энергетически невыгодным способом передвижения…

Возможно даже летающих животных не окажется совсем, поскольку техника полёта развивается путём упражнения в прыжках… А именно тут и скажется повышенная сила тяжести. Для прыжков нужны ноги. У животных тяжёлой планеты их не будет.

Эволюция позвоночных тяжелого мира пойдёт своим путём в момент выхода на сушу. Земные ихтиостегалии ползали, цепляясь за грунт кое-как превращёнными в лапы плавниками и волоча брюхо. Потом напряглись, крякнули и, чтобы сопротивление движению сократить, приподнялись на ногах, брюхо от грунта оторвав. При повышенной, – даже незначительно, 30% хватит, - силе тяжести, «потом» будет выглядеть иначе. Волочение уступит место не ходьбе, а ползанию, при котором ноги использоваться перестанут.

Даже небольшое увеличение гравитации превратит четвероногих животных в подобие змей. Ноги, однако, сохранят членистоногие, поскольку при характерном для их размеров соотношении силы к массе связанные даже с удвоенным весом затруднения не скажутся.Источник: "Цитадель адеквата"
Опубликовано 04 апреля 2023 Комментариев 0 | Прочтений 673

Ещё по теме...
Добавить комментарий