Сирек Жер гипотезасы: Күрделі өмірдің ғарышта сирек болуы

Ғарышта күрделі өмірдің сирек кездесуі мүмкін екенін «Сирек Жер» гипотезасы қарастырады. Астробиология, геологиялық факторлардың ерекше үйлесімі қажет.

24 мин оқу

100%

Дереккөз: Rare Earth hypothesis — Wikipedia

Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.

Мазмұны

Кіріспе

Күрделі ғарыштық өмірдің болуы мүмкін емес және өте сирек екендігі туралы гипотеза.

Планеталық астрономия мен астробиологияда "Сирек Жер" гипотезасы, өмірдің пайда болуы және биологиялық күрделіліктің эволюциясы – мысалы, Жерде жыныстық көбейту арқылы көбейетін, көпжасушалы организмдердің пайда болуы және одан кейін адам ақылының дамуы, астрофизикалық және геологиялық оқиғалар мен жағдайлардың едәуір қиын үйлесімін қажет етеді деп тұжырымдайды. Гипотезаға сәйкес, күрделі ғарыштық өмір – бұл мүмкін емес құбылыс және ғаламның барлық кеңістігінде сирек кездесетін нәрсе. "Сирек Жер" термині Питер Уорд, геолог және палеонтолог, және Дональд Э. Браунли, астроном және астробиолог, екеуі де Вашингтон университетінің профессорлары, жазған "Сирек Жер: Ғаламда күрделі тіршілік неге сирек?" (2000) кітабынан шыққан. 1970-ші және 1980-ші жылдары Карл Саган және Фрэнк Дрейк сияқты ғалымдар Жердің әдеттегі тас планета және әдеттегі планеталық жүйеде орналасқан, жалпы спиральді галактиканың ерекше емес аймағында екенін айтты. Орташалық принциптен (Коперник принципінен туындаған) олар Жердегі өмірдің, оның ішінде адамның эволюциясы да әдеттегідей екенін, демек ғалам күрделі өмірге толы деп мәлімдеді. Уорд пен Браунли планеталардың, планеталық жүйелердің және галактикалық аймақтардың Жер, Күн жүйесі және біздің галактикалық аймағымыз сияқты күрделі өмірге қолайлы болуы ешқандай ерекшелік емес, керісінше, өте сирек кездесетін жағдай екенін дәлелдейді.

Ферми парадоксы

Жерден тыс ешқандай организмнің Жерге келгеніне сенімді немесе қайталанатын дәлел жоқ. Жерден басқа ғаламның қай жерінде де интеллектуалды өмірдің белгілері табылмаған. Бұл ғаламда өте көп планеталар бар екендігімен, олардың кейбіреулері тіршілікке жағдай жасайтыны белгілі болғандықтан, қайшы келеді. Тіршілік әдетте барлық мүмкін кеңістіктерді толтырғанша таралады. Осы қарама-қайшылықтар Ферми парадоксының негізін құрайды, ал Сирек Жер гипотезасы оның ұсынылған шешімдерінің бірі.

Күрделі тіршілік етудің талаптары

Сирек Жер гипотезасы ғаламдағы кез келген жерде биологиялық күрделіліктің эволюциясы үшін көптеген сәйкес келетін жағдайлардың қажет екенін көрсетеді, соның ішінде галактикалық мекен ету аймағы; қажетті сипаттамалары бар орталық жұлдыз және планеталық жүйе (яғни, жұлдыздардың айналасындағы мекен ету аймағы); дұрыс массасы бар жер саяплаты; планетаны жиі соқтығыстардан қорғау үшін Юпитер сияқты бір немесе бірнеше газ алыптарының және мүмкін үлкен табиғи серіктің болуы; планетаның магнитосферасы мен тектоникалық тақталарының қалыптасуын қамтамасыз ететін жағдайлар; Жердің литосферасында, атмосферасында және мұхиттарындағы химияға ұқсас химиялық құрастың болуы; эукариоттық жасушалардың, жыныстық көбеюдің және кембрийлік жарылыс сияқты жануарлар, өсімдіктер және саңырауқұлақтардың түрлерінің пайда болуына себеп болған факторлар. Адамдар мен адам ақылының эволюциясы одан әрі нақты оқиғалар мен жағдайларды қажет етуі мүмкін, бұл жағдайлардың барлығы 66 миллион жыл бұрын динозаврларды басым құрлықтағы омыртқалы жануарлар ретінде жойған креда-палеогендік жойылу оқиғасы болмаса, өте сирек кездесуі мүмкін. Шағын тасты планетада күрделі өмірдің пайда болуы үшін, Уорд пен Браунлидің пікірінше, бірнеше айнымалылардың мәндері тар диапазонға сәйкес келуі керек. Ғалам тым кең болғандықтан, онда Жерге ұқсас көптеген планеталар болуы мүмкін, бірақ егер мұндай планеталар болса да, олар бір-бірінен мыңдаған жарық жылдарымен бөлінуі мүмкін. Мұндай қашықтықтар мұндай планеталарда дамыған кез келген зиялы түрлер арасында байланыс орнатуға кедерілгі болуы мүмкін, бұл Ферми парадоксын шешеді: "Егер ғарыздан келген жаратылыстар көп болса, неге олар көзге көрінбейді?"

Керек галактикадағы дұрыс орын

Сирек кездесетін Жерлер ғаламның көп бөлігі, оның ішінде біздің галактикамыздың үлкен бөліктері күрделі тіршілікке қол жеткізе алмайтын "өлі аймақтар" болып табылады. Галактиканың күрделі тіршілікке мүмкіндік беретін бөліктері галактикалық қоныс аударатын аймақты құрайды, ол ең алдымен Галактика орталығынан алыстауымен сипатталады. Бұл қашықтық ұлғая түскен сайын жұлдыздың металдық қасиеті төмендейді. Металдар (астрономияда сутегі мен гелийден басқа барлық элементтерге қатысты) жерлік планеталардың пайда болуы үшін қажет. Галактика ортасындағы қара тесіктен және жақын маңдағы нейтронды жұлдыздардан келетін рентген және гамма сәулелері қашықтық ұлғая түскен сайын әлсірейді. Осылайша, ғаламның ерте кезеңдері мен қазіргі галактикалық аймақтарда жұлдыздар тығыздығы жоғары және суперновалар жиі кездеседі, олар өлі аймақтар болады. Жақын жұлдыздардың планеталар мен планеталардың гравитациялық бұзылыстары жұлдыздардың тығыздығы азайған сайын азаяды. Сондықтан планета галактикалық орталықтан немесе спиральдық қолдан неғұрлым алыс болса, планетадағы барлық күрделі тіршілікті жоя алатын үлкен болидтің соғуы мүмкін емес. №1 ереже галактиканың ең шеткі аймақтарын жоққа шығарады; №2 және №3 галактиканың ішкі аймақтарын жоққа шығарады. Сондықтан галактиканың қоныс аударатын аймағы оның қоныс аударатын ортасы мен сыртқы шекарасының арасында орналасқан, жеткілікті жағдайлардың салыстырмалы түрде тар сақинасы болуы мүмкін. Сонымен қатар, өмір сүруге қолайлы планеталар жүйесі күрделі тіршілік пайда болуы үшін қолайлы орналасуын ұзақ уақыт сақтауы керек. Эксцентрикалық (эллипстік немесе гиперболалық) галактикалық орбитасы бар жұлдыз кейбір спиральді қолдар арқылы өтеді, бұл жұлдыз тығыздығының қолайсыз аймақтары; сондықтан тіршілік ететін жұлдыздың галактикалық орбитасы дөңгелек болуы керек, жұлдыздың және спиральді қолдардың орбиталық жылдамдығы арасындағы тығыз синхрондық болуы керек. Бұл галактикалық өмір сүруге жарамды аймақты галактикалық ортадан қашықтықтың өте тар аймағына шектейді. Lineweaver және авторлар бұл аймақты радиусы 7-9 килопарсек болатын шеңбер деп есептейді, оның ішінде Құс жолындағы жұлдыздардың 10% -дан астамы, шамамен 20-40 миллиард жұлдыз бар. Gonzalez және авторлар бұл сандарды жартысына дейін азайтады; олар Құс жолындағы жұлдыздардың көп дегенде 5% галактикалық өмір сүруге жарамды аймаққа кіреді деп есептейді. Байқалған галактикалардың шамамен 77% -ы спиральді болып табылады, барлық спиральді галактикалардың үштен екісі жолақты, ал жартысынан көбі, Құс жолы сияқты, бірнеше қолды көрсетеді. Сирек кездесетін Жерге сәйкес, біздің галактикамыз ерекше тыныш және күңгірт (төменде қараңыз), оның түрінің 7% -ын ғана құрайды. Дегенмен, бұл әлі де 200 миллиардтан астам галактиканы білдіреді белгілі ғаламда. Біздің галактикамыз соңғы 10 миллиард жыл ішінде басқа галактикалармен аздап соғысып, суперновалар мен басқа да бұзылыстарды тудыруы мүмкін. Сонымен қатар, Құс жолының орталық қара тесігінде белсенділік тым көп немесе аз емес сияқты. Күннің Құс жолының орталығындағы орбитасы 226 миллион жылдық циклмен галактиканың айналу кезеңімен өте жақын. Алайда, спиральді галактикалардағы жұлдыздардың көпшілігі гало емес, спиральді қолдарды мекендейді және гравитациялық жағынан тураланған орбиталарда қозғалуға бейім, сондықтан Күн орбитасында ерекше нәрсе аз. Сирек кездесетін Жер гипотезасы Күннің пайда болғаннан бері спиральді қол арқылы өте алмайтынын болжайды, астроном Карен Мастерс Күн орбитасы оны 100 миллион жылда бір рет үлкен спиральді қол арқылы өткізетінін есептеп шығарды. Кейбір зерттеушілер бірнеше жаппай құрып кетулер спиральді қолдардың бұрынғы қиылысуымен сәйкес келеді деп болжайды.

Rare Earth suggests that much of the known universe, including large parts of our galaxy, are "dead zones" unable to support complex life. Those parts of a galaxy where complex life is possible make up the galactic habitable zone, which is primarily characterized by distance from the Galactic Center. As that distance increases, star metallicity declines. Metals (which in astronomy refers to all elements other than hydrogen and helium) are necessary for the formation of terrestrial planets. The X ray and gamma ray radiation from the black hole at the galactic center, and from nearby neutron stars, becomes less intense as distance increases. Thus the early universe, and present day galactic regions where stellar density is high and supernovae are common, will be dead zones. Gravitational perturbation of planets and planetesimals by nearby stars becomes less likely as the density of stars decreases. Hence the further a planet lies from the Galactic Center or a spiral arm, the less likely it is to be struck by a large bolide which could extinguish all complex life on a planet. Item #1 rules out the outermost reaches of a galaxy; #2 and #3 rule out galactic inner regions. Hence a galaxy's habitable zone may be a relatively narrow ring of adequate conditions sandwiched between its uninhabitable center and outer reaches. Also, a habitable planetary system must maintain its favorable location long enough for complex life to evolve. A star with an eccentric (elliptical or hyperbolic) galactic orbit will pass through some spiral arms, unfavorable regions of high star density; thus a life bearing star must have a galactic orbit that is nearly circular, with a close synchronization between the orbital velocity of the star and of the spiral arms. This further restricts the galactic habitable zone within a fairly narrow range of distances from the Galactic Center. Lineweaver et al. calculate this zone to be a ring 7 to 9 kiloparsecs in radius, including no more than 10% of the stars in the Milky Way, about 20 to 40 billion stars. Gonzalez et al. would halve these numbers; they estimate that at most 5% of stars in the Milky Way fall within the galactic habitable zone. Approximately 77% of observed galaxies are spiral, two thirds of all spiral galaxies are barred, and more than half, like the Milky Way, exhibit multiple arms. According to Rare Earth, our own galaxy is unusually quiet and dim (see below), representing just 7% of its kind. Even so, this would still represent more than 200 billion galaxies in the known universe. Our galaxy also appears unusually favorable in suffering fewer collisions with other galaxies over the last 10 billion years, which can cause more supernovae and other disturbances. Also, the Milky Way's central black hole seems to have neither too much nor too little activity. The orbit of the Sun around the center of the Milky Way is indeed almost perfectly circular, with a period of 226 Ma (million years), closely matching the rotational period of the galaxy. However, the majority of stars in barred spiral galaxies populate the spiral arms rather than the halo and tend to move in gravitationally aligned orbits, so there is little that is unusual about the Sun's orbit. While the Rare Earth hypothesis predicts that the Sun should rarely, if ever, have passed through a spiral arm since its formation, astronomer Karen Masters has calculated that the orbit of the Sun takes it through a major spiral arm approximately every 100 million years. Some researchers have suggested that several mass extinctions do indeed correspond with previous crossings of the spiral arms.

Жұлдыздың дұрыс түрінен орбиталық қашықтық

Жердегі мысал көрсеткендей, күрделі тіршілік үшін сұйық су қажет, оны сақтау үшін орталық жұлдыздан тым жақын да, тым алыс та емес орбиталық қашықтық керек, яғни өмірге жарамды аймақтың басқа бір шкаласы немесе Голдилокс принципі. Өмірге жарамды аймақ жұлдыздың түрі мен жасына байланысты өзгереді. Дамыған тіршілік үшін жұлдыздың тұрақтылығы жоғары болуы керек, бұл орташа жастағы жұлдыздарға тән, шамамен 4,6 миллиард жыл. Тұрақтылық үшін металдық құрамы мен мөлшері де маңызды. Күннің жарқырауы төмен (0,1%) өзгеріске ұшырайды. Бүгінгі күнге дейін Күннің жарқырауына толық сәйкес келетін «күндізгі егіз» жұлдыз табылмады, бірақ кейбіреулері жақын келеді. Жұлдыздың планеталар орбитасын бұзатын екі жұлдызды жүйедегідей жұлдыздық серіктері болмауы керек. Болжам бойынша, барлық жұлдыз жүйелерінің 50% немесе одан да көп бөлігі екі жұлдызды жүйелер болып табылады. Негізгі тізбектегі жұлдыздың өмірге жарамды аймағы жұлдыз ақ ерікке айналғанға дейін және өмірге жарамды аймақ жоғалғанға дейін өте біртіндеп сыртқа жылжиды. Өмірге жарамды аймақтағы сұйық су мен басқа газдар парниктік эффектінің пайдасын әкеледі. Жер атмосферасындағы су буының концентрациясы 0% (шөлейт аймақтарда) және 4% (жаңбырлы ормандар мен мұхит аймақтарында) аралығында, ал 2022 жылдың қараша айына қарай – 417,2 миллионнан бір бөлік құрайды. Бұл шағын мөлшерлер орташа жер бетінің температурасын шамамен 40°C-қа көтеруге жеткілікті, мұндағы басты үлес су буына тиесілі. Тасты планеталар тіршілік пайда болуы үшін өмірге жарамды аймақтың ішінде айналуы керек. Сириус немесе Вега сияқты ыстық жұлдыздардың өмірге жарамды аймағы кең болғанымен, ыстық жұлдыздар планеталық атмосфераны иондайтын ультракүлгін сәулеленудің көп мөлшерін шығарады. Мұндай жұлдыздар планеталарында дамыған тіршілік пайда болғанға дейін қызыл алып жұлдыздарға айналуы мүмкін. Осы ескертулер F6-O типті (жұлдыздық жіктелімді қараңыз) ірі және қуатты жұлдыздарды дамыған метазоа тіршілігіне орын ретінде жоққа шығарады. Керісінше, кішкентай қызыл ерік жұлдыздардың өмірге жарамды аймақтары кішкентай, онда планеталар бір жағы әрқашан жұлдызға қарап тұратын, ал екінші жағы әрқашан кері қарап тұратын құлыпты күйде болады, сонымен қатар олар күннің жарқырауының күрт өзгеру қаупіне де ұшырайды (Аурелияны қараңыз). Сондықтан олардың тіршілікті қолдауға қабілеттілігі күмәнді. «Сирек Жер» теориясының жақтастары F7 мен K1 типтегі жұлдыздар ғана қонақжайлы деп санайды. Мұндай жұлдыздар сирек: G типті жұлдыздар, мысалы Күн (ыстық F және салқын K аралығында) Сүт Жолындағы сутегін жағатын жұлдыздардың тек 9% құрайды. Қызыл алыптар мен ақ еріктер сияқты ескі жұлдыздарда да тіршілікке жағдай жасау ықтимал емес. Қызыл алыптар шар тәрізді шоғырларда және эллипстік галактикаларда жиі кездеседі. Ақ еріктер көбінесе қызыл алып фазасын аяқтаған, өліп бара жатқан жұлдыздар. Қызыл алыптарға айналатын жұлдыздар жас және орта жастағы өмірге жарамды аймақтарына кеңейеді немесе қызып кетеді (теориялық тұрғыдан алғанда, одан да үлкен қашықтықтағы планеталар өмірге жарамды болуы мүмкін). Жұлдыздың өмір сүру мерзіміне байланысты өзгеретін энергия шығыны тіршіліктің пайда болуына кедерілдіруі мүмкін (мысалы, Цефеидтік айнымалылар ретінде). Тіпті қысқа уақытқа созылатын кенеттен төмендеу орбитадағы планеталардың суын мұздатып жіберуі мүмкін, ал күрт көтерілу оны буландырып, мұхиттардың қайта құрылуына кедері келтіретін парниктік эффектіні тудыруы мүмкін. Барлық белгілі тіршілік үшін металл элементтердің күрделі химиясы қажет. Жұлдыздың сіңіру спектрі оның құрамында металдардың бар екенін көрсетеді, ал жұлдыздық спектрлерді зерттеу көптеген, мүмкін, көпшілігі жұлдыздардың металға жеткіліксіз екенін көрсетеді. Ауыр металдардың пайда болуы суперновалық жарылыстармен байланысты болғандықтан, ғаламдағы металдық құрамы уақыт өте келе артады. Металлдің аз болуы ғаламның ерте кезеңін сипаттайды: шар тәрізді шоғырлар және ғалам жас кезінде пайда болған басқа жұлдыздар, үлкен спиральді галактикалардан басқа галактикалардағы жұлдыздар және барлық галактикалардың сыртқы аймақтарындағы жұлдыздар. Сондықтан күрделі тіршілікті қолдауға қабілетті металға бай орталық жұлдыздар үлкен спиральді галактикалардың тығыздығы аз аймақтарында жиі кездеседі деп есептеледі, онда сәулелену де әлсіз болады.

The terrestrial example suggests that complex life requires liquid water, the maintenance of which requires an orbital distance neither too close nor too far from the central star, another scale of habitable zone or Goldilocks principle. The habitable zone varies with the star's type and age. For advanced life, the star must also be highly stable, which is typical of middle star life, about 4.6 billion years old. Proper metallicity and size are also important to stability. The Sun has a low (0.1%) luminosity variation. To date, no solar twin star, with an exact match of the Sun's luminosity variation, has been found, though some come close. The star must also have no stellar companions, as in binary systems, which would disrupt the orbits of any planets. Estimates suggest 50% or more of all star systems are binary. The habitable zone for a main sequence star very gradually moves out over its lifespan until the star becomes a white dwarf and the habitable zone vanishes. The liquid water and other gases available in the habitable zone bring the benefit of the greenhouse effect. Even though the Earth's atmosphere contains a water vapor concentration from 0% (in arid regions) to 4% (in rainforest and ocean regions) and – as of November 2022 – only 417.2 parts per million of , these small amounts suffice to raise the average surface temperature by about 40 °C, with the dominant contribution being due to water vapor. Rocky planets must orbit within the habitable zone for life to form. Although the habitable zone of such hot stars as Sirius or Vega is wide, hot stars also emit much more ultraviolet radiation that ionizes any planetary atmosphere. Such stars may also become red giants before advanced life evolves on their planets. These considerations rule out the massive and powerful stars of type F6 to O (see stellar classification) as homes to evolved metazoan life. Conversely, small red dwarf stars have small habitable zones wherein planets are in tidal lock, with one very hot side always facing the star and another very cold side always facing away, and they are also at increased risk of solar flares (see Aurelia). As such, it is disputed whether they can support life. Rare Earth proponents claim that only stars from F7 to K1 types are hospitable. Such stars are rare: G type stars such as the Sun (between the hotter F and cooler K) comprise only 9% of the hydrogen burning stars in the Milky Way. Such aged stars as red giants and white dwarfs are also unlikely to support life. Red giants are common in globular clusters and elliptical galaxies. White dwarfs are mostly dying stars that have already completed their red giant phase. Stars that become red giants expand into or overheat the habitable zones of their youth and middle age (though theoretically planets at much greater distances may then become habitable). An energy output that varies with the lifetime of the star will likely prevent life (e. g., as Cepheid variables). A sudden decrease, even if brief, may freeze the water of orbiting planets, and a significant increase may evaporate it and cause a greenhouse effect that prevents the oceans from reforming. All known life requires the complex chemistry of metallic elements. The absorption spectrum of a star reveals the presence of metals within, and studies of stellar spectra reveal that many, perhaps most, stars are poor in metals. Because heavy metals originate in supernova explosions, metallicity increases in the universe over time. Low metallicity characterizes the early universe: globular clusters and other stars that formed when the universe was young, stars in most galaxies other than large spirals, and stars in the outer regions of all galaxies. Metal rich central stars capable of supporting complex life are therefore believed to be most common in the less dense regions of the larger spiral galaxies—where radiation also happens to be weak.

Жұлдызды айналдыратын планеталардың дұрыс орналасуы

Сирек кездесетін Жерді жақтаушылар күрделі тіршілікті сақтауға қабілетті планеталық жүйенің Күн жүйесі сияқты құрылымдалғаны керек дейді – кішкентай, тасты ішкі планеталармен және массивті сыртқы газ алып планеталарымен. Мұндай күшті гравитациялық тартымдылығы бар "аспандық тазартқыштардың" қорғанысы болмағанда, басқа планеталар жиірек катастрофикалық астероид соқтығыстарына ұшырар еді. Экзопланеталарды байқау Күн жүйесіне ұқсас планеталардың орналасуы сирек екенін көрсетті. Көптеген планеталық жүйелерде олардың жұлдызына жақын жерде Жерден бірнеше есе үлкен "супер Жерлер" бар, ал Күн жүйесінің ішкі аймағында тек бірнеше кішкентай тасты планеталар ғана бар, тіпті Меркурий орбитасының ішінде жоқ. Жұлдыздардың бар болғаны 10%-ында ғана Юпитер мен Сатурнға ұқсас алып планеталар бар, және олардың аздаған саны ғана жұлдызынан алыс, тұрақты, дерлік дөңгелек орбитаға ие. Константин Батыгин және оның әріптестері бұл ерекшеліктерді былай түсіндіреді: ертеде, Күн жүйесінің қалыптасу кезеңінде Юпитер мен Сатурн Күнге қарай жылжып, "супер Жерлерге" планеталық бөлшектердің жауын-шашынын жіберген, олар оларды спираль бойынша Күнге жіберген, сондай-ақ тасты планеталардың құрылыс материалдарын қамтамасыз етіп, мұзды құрылыс блоктарын Күн жүйесінің тасты аймағына жеткізген. Содан кейін осы екі алып планета қайтадан қазіргі орнына оралған. Батыгин мен оның әріптестерінің пікірінше: "Бұл нәзік хореография үшін қажетті кездейсоқ оқиғалардың тізбегі кішкентай, Жерге ұқсас тасты планеталар – және мүмкін өмірдің өзі – бүкіл ғаламда сирек болуы мүмкін екенін көрсетеді".

Тұрақты тұрақты орбита

Сирек кездесетін Жерді жақтаушылар газ аспабының өмір дамып жатқан денеге тым жақын болмауы керек екенін айтады. Бір немесе бірнеше газ аспабының жақын орналасуы тірі планетаның орбитасын тікелей немесе тіршілік ететін аймаққа қарай жылжу арқылы бұзуы мүмкін. Ньютондық динамика үлкен планеталары орбиталық эксцентрициті жоғары жүйеде планеталардың орбиталарын хаотикалық етуі мүмкін. Тұрақты орбиталардың қажеттілігі үлкен планеталары бар планеталық жүйелері бар жұлдыздарды жоққа шығарады. Ыстық Юпитерлердің орбиталары бойынша ішке қарай жылжу арқылы қазіргі орналасқан жерлеріне жеткеніне сеніледі. Осы процесте олар тіршілік ететін аймақтағы кез келген планетаның орбитасын катастрофалық түрде бұзған болар еді. Жағдайды нашарлату үшін, Ыстық Юпитерлер F және G класты жұлдыздардың орбитасында жиі кездеседі.

Жерге ұқсас , өлшемдері дұрыс планета

Сирек кездесетін Жер гипотезасы, өмір үшін Жер сияқты құрлық планеталары қажет екенін, ал газ гиганттарында мұндай беттік қабат болмағандықтан, күрделі өмір пайда бола алмайтынын көрсетеді. Тым кішкентай планета жеткілікті атмосфераны ұстай алмайды, нәтижесінде оның бетіндегі температура төмен және тұрақсыз болады, ал мұхиттардың пайда болуы мүмкін емес. Кішкентай планетаның беті кедір-бұдыр болып келеді, үлкен таулары мен терең шатқалдары болады. Ядросы тез суынады, ал плиталық тектоника қысқа ғана уақытқа созылуы немесе мүлдем болмауы мүмкін. Тым үлкен планета тым тығыз атмосфераны сақтайды, Венера сияқты. Венераның Жерге ұқсас көлемі мен массасы болғанымен, оның бетіндегі атмосфералық қысым Жерден 92 есе жоғары, ал бетіндегі температура 735 К (462 °C; 863 °F) құрайды. Ертедегі Жердің де бір кезде осыған ұқсас атмосферасы болған, бірақ ол Айдың пайда болуына себеп болған алып соқтығысу кезінде жоғалған болуы мүмкін.

Плиталар тектоникасы

Сирек кездесетін жерлерді жақтаушылар тектоникалық плиталар мен күшті магнит өрісі биологиялық әртүрлілік, жаһандық температураны реттеу және көміртек айналымы үшін өте маңызды деп санайды. Күн жүйесіндегі басқа планеталарда тау тізбектерінің болмауы Жердің қазіргі кезде тектоникалық плиталары бар жалғыз дене екендігінің және осылайша, өмірді қолдауға қабілетті жалғыз дене екендігінің дәлелі болып табылады. Тектоникалық плиталар дұрыс химиялық құрамға және радиоактивті ыдыраудан туындайтын ұзақ мерзімді жылу көзіне байланысты. Құрлықтар тығыздығы төмен фелсикалық тау жыныстарынан тұруы керек, олар тығыздығы жоғары мафикалық тау жыныстарының үстінде "жүзеді". Тейлор.

Тектоникалық плиталар, нәтижесінде континенттік дрейф және жеке құрлықтардың пайда болуы әртүрлі экожүйелер мен биологиялық әртүрлілікті құрайды, бұл жойылуға қарсы ең күшті қорғаныс шараларының бірі. Жердегі құрлықтарда түрлердің әртараптануы мен кейінгі бәсекелестікке мысал ретінде Ұлы Америкалық алмасуды келтіруге болады. Солтүстік және Орта Америка шамамен 3,5-3 миллион жыл бұрын Оңтүстік Америкамен біріккен. Оңтүстік Американың фаунасы Антарктидадан бөлінгеннен кейін шамамен 30 миллион жыл бойы жеке дамыған, бірақ біріккеннен кейін көптеген түрлер, негізінен Оңтүстік Америкада, Солтүстік Америка жануарларымен бәсекелесіп жойылды.

Үлкен ай

Ай ерекше, себебі Күн жүйесіндегі басқа тасты планеталарда серіктері жоқ (Меркурий мен Венера), немесе салыстырмалы түрде өте кішкентай серіктері бар, олар, мүмкін, тартылып алынған астероидтар (Марс). Хароннан кейін Ай – Күн жүйесіндегі аналық планетасының мөлшеріне шаққандағы ең ірі табиғи серік, ол Жердің мөлшерінің 27%-ын құрайды. Гиганттық соқтығысу теориясы Айдың шамамен Марс мөлшеріндегі Тея деген дененің жас Жермен соқтығысуынан пайда болғанын болжайды. Бұл алып соқтығысу Жерге оның осілік бұрылысын (көлбеулігін) және айналу жылдамдығын да сыйлады. Жылдам айналу температураның күндізгі ауытқуын азайтады және фотосинтезді мүмкін етеді. Сирек кездесетін Жер гипотезасы осілік бұрылыс орбиталық жазықтыққа қатысты тым үлкен немесе тым кішкентай болмауы керек деп дәлелдейді. Үлкен бұрылысы бар планетада климаттың айқын маусымдық өзгерістері болады. Бұрылысы аз немесе жоқ планетада климаттың өзгеруі эволюцияны ынталандыратын жағдай жасамайды. Осы тұрғыдан алғанда Жердің бұрылысы "өте орынды". Ірі серіктің гравитациясы планетаның бұрылысын тұрақтандырады; егер бұл әсер болмаса, бұрылыстың өзгеруі хаотикалық болып, құрлықта күрделі тіршілік формаларының пайда болуына мүмкіндік бермес еді. Егер Жерде Ай болмаса, мұхиттың толқындары тек Күннің гравитациясынан туындаса, онда Айдың толқындарынан екі есе аз болар еді. Ірі серік толқынды жағалауларды құрайды, олар күрделі өмірдің пайда болуы үшін маңызды болуы мүмкін, бірақ бұл әлі нақты емес. Ірі серік планетаның қабығына әсер ететін толқындық күштер арқылы плиталар тектоникасының пайда болу ықтималдығын арттырады. Айды құраған соқтығысу плиталар тектоникасын да бастауы мүмкін, онда құрлықтық қабық планетаның бүкіл бетін жауып, мұхиттық қабыққа орын қалдырмас еді. Қабықтың құрамы біртекті болса, плиталар тектоникасын қозғалтуға қажетті кең ауқымды мантиялық конвекция пайда болмауы мүмкін. Тағы бір теория мұндай ірі серік металл планеталық ядроға динамо ретінде әсер ете отырып, планетаның магниттік қалқанын сақтауға көмектеседі, осылайша планетаның бетін зарядталған бөлшектер мен ғарыш сәулелерінен қорғайды және атмосфераның уақыт өте келе күн желдерімен жойылмауына көмектеседі.

The Moon is unusual because the other rocky planets in the Solar System either have no satellites (Mercury and Venus), or only relatively tiny satellites which are probably captured asteroids (Mars). After Charon, the Moon is also the largest natural satellite in the Solar System relative to the size of its parent body, being 27% the size of Earth. The giant impact theory hypothesizes that the Moon resulted from the impact of a roughly Mars sized body, dubbed Theia, with the young Earth. This giant impact also gave the Earth its axial tilt (inclination) and velocity of rotation. Rapid rotation reduces the daily variation in temperature and makes photosynthesis viable. The Rare Earth hypothesis further argues that the axial tilt cannot be too large or too small (relative to the orbital plane). A planet with a large tilt will experience extreme seasonal variations in climate. A planet with little or no tilt will lack the stimulus to evolution that climate variation provides. In this view, the Earth's tilt is "just right". The gravity of a large satellite also stabilizes the planet's tilt; without this effect, the variation in tilt would be chaotic, probably making complex life forms on land impossible. If the Earth had no Moon, the ocean tides resulting solely from the Sun's gravity would be only half that of the lunar tides. A large satellite gives rise to tidal pools, which may be essential for the formation of complex life, though this is far from certain. A large satellite also increases the likelihood of plate tectonics through the effect of tidal forces on the planet's crust. The impact that formed the Moon may also have initiated plate tectonics, without which the continental crust would cover the entire planet, leaving no room for oceanic crust. It is possible that the large scale mantle convection needed to drive plate tectonics could not have emerged if the crust had a uniform composition. A further theory indicates that such a large moon may also contribute to maintaining a planet's magnetic shield by continually acting upon a metallic planetary core as dynamo, thus protecting the surface of the planet from charged particles and cosmic rays, and helping to ensure the atmosphere is not stripped over time by solar winds.

Атмосфера

Жерге ұқсас планета атмосфераны сақтап қалу үшін, Жер мен Венера сияқты, дұрыс мөлшерде болуы керек. Жерде Теяның алып соққысынан кейін атмосфера жұқарып, оны тірі өмірді ұстауға қабілетті ету үшін тағы да бірнеше оқиғалар қажет болды. Кейінгі ауыр бомбалау кезеңінде Жер Тея соққысынан кейін жоғалған сумен қайтадан қамтамасыз етілді. Озон қабатының қалыптасуы ультракөк сәуледен қорғайтын қалқан жасады. Тірі өмірдің пайда болуы үшін азот пен көмірқышқыл газының дұрыс арақатысы қажет. Азотты бекіту үшін найзағай керек. Тірі өмірге қажетті көмірқышқыл газы жанартаулар мен гейзерлер сияқты көздерден түседі. Көмірқышқыл газының деңгейі салыстырмалы түрде төмен болуы тиіс (қазіргі уақытта Жерде шамамен 400 ppm), себебі жоғары деңгейде ол зиянды. Су айналымының тұрақты болуы үшін жауын-шашын қажет. Дұрыс атмосфера тәуліктік температураның өзгеруін азайтуға тиіс.

Күрделі тіршілік үшін бір немесе бірнеше эволюциялық триггерлер

Жерге ұқсас физикалық қасиеттері бар планеталар сирек кездесетін немесе кездеспейтіндігіне қарамастан, кейбіреулер тіршілік сирек кездесетін және ерекше жағдайларға ұшырамаса, қарапайым бактериялардан гөрі күрделірек дамуға бейім емес деп санайды. Биохимик Ник Лейн Жер пайда болғаннан кейін көп ұзамай қарапайым жасушалар (прокариоттар) пайда болды десе де, планетаның жартысына жуық өмірі өткен соң ғана олар күрделі жасушаларға (эукариоттарға) айналған, олардың барлығы ортақ ата-бабадан тараған, сондықтан бұл оқиға бір рет қана орын алған болуы мүмкін. Кейбір пікірлер бойынша, прокариоттарда эукариоттарға эволюциялану үшін қажетті жасушалық құрылым жоқ, себебі эукариоттық өлшемдерге дейін үлкейген бактерияның метаболизмін қамтамасыз ету үшін он мың есе аз энергия болар еді. Екі миллиард жыл бұрын бір қарапайым жасуша өзін екіншісіне енгізіп, көбейіп, митохондрияға айналды, ол күрделі эукариоттық тіршіліктің дамуына қажетті энергияның үлкен артуын қамтамасыз етті. Егер бұл енгізілу төрт миллиард жылда бір рет ғана орын алса немесе орын алуы қиын болса, онда көптеген планеталардағы тіршілік қарапайым күйінде қалады. Басқаша пікір бойынша, митохондрияның эволюциясы қоршаған ортаның әсерінен туындаған, ал митохондрияларды қамтитын организмдер атмосфералық оттегінің алғашқы белгілерінен кейін пайда болған. Жыныстық көбеюдің эволюциясы мен сақталуы биологиядағы тағы бір жұмбақ. Жыныстық көбеюдің мақсаты белгісіз, өйткені көптеген организмдерде ол жыныссыз көбеюге қарағанда 50% шығынға (фитнес төмендеуіне) әкеледі. Жұптасу түрлері (үйлесімділігіне қарай гаметалардың типтері) анизогомияның (гаметалық диморфизм) салдарынан пайда болуы мүмкін, немесе еркек және әйел жыныстары анизогомиядан бұрын пайда болған болуы мүмкін. Сондай-ақ, көптеген жыныстық организмдер неге екілік жұптасу жүйесін қолданатыны және кейбір организмдерде неге гаметалық диморфизм бар екені белгісіз. Чарльз Дарвин алғаш рет жыныстық таңдау түрленуге ықпал ететінін айтқан; оның болмауында күрделі тіршілік, мүмкін, дамымас еді.

Эволюциялық тарихтағы дұрыс уақыт

Жер бетіндегі тіршілік планета тарихының салыстырмалы түрде ерте кезеңінде пайда болған деп саналады, бірақ көпжасушалы организмдерден интеллектуалды организмдерге эволюция шамамен 800 миллион жылға созылды. Жер бетіндегі өркениеттер шамамен 12 000 жылдан бері бар, ал ғарышқа жететін радиобайланыс 100 жылдан аспайды. Күн жүйесінің жасына қарағанда (шамамен 4,57 млрд жыл) бұл өте қысқа мерзім, онда экстремалды климаттық өзгерістер, супер жанартаулар және ірі метеориттердің соққылары болған жоқ. Бұл құбылыстар интеллектуалды өмірге, жалпы алғанда тіршілікке ауыр зиян келтіретін еді. Мысалы, Батыс Еуропаның аумағындай кеңістікте болған, кең таралған және үздіксіз жанартаулық жарылыстар нәтижесінде болған Пермь-триас жаппай жойылуы шамамен 251,2 миллион жыл бұрын белгілі түрлердің 95%-ының жойылуына әкелді. Шамамен 65 миллион жыл бұрын Мексикадағы Юкатан түбегіндегі креда-палеоген шекарасындағы Чиксулуб метеориттерінің соққысы (~65,5 млн жыл бұрын) сол кездегі ең дамыған түрлердің жаппай құрып кетуіне себеп болды.

Сын

Сирек кездесетін жерлер гипотезасына қарсы дәлелдер әртүрлі нысанда келеді.

Гипотеза антропоцентрикалық болып көрінеді

Гипотезаның қорытындысы, шамалы айтқанда, күрделі өмір сирек кездеседі, себебі ол тек Жер сияқты планетаның бетінде немесе планетаның сәйкес серігінде ғана пайда бола алады. Джек Коэн сияқты кейбір биологтар бұл тұжырымды тым шектеулі және қиялсыз деп санайды; олар оны айналма пікірдің бір түрі деп есептейді. Дэвид Дарлингтің сөзіне қарағанда, «Сирек Жер» гипотезасы – бұл гипотеза да, болжам да емес, тек Жерде тіршілік қалай пайда болғанын сипаттау ғана. Оның пікірінше, Уорд пен Браунли өздерінің дәлелдеріне ең қолайлы факторларды ғана таңдап алған. Сыншылар сонымен қатар «Сирек Жер» гипотезасы мен интеллектуалды дизайнның ғылыми емес идеясы арасында байланыс бар екенін айтады.

Негізгі тізбекті жұлдыздардың айналасында экзопланеталар көптеп ашылуда

Күннен тыс планеталардың саны артып келеді, және планеталар жүйелері сирек кездесетін планеталар ретінде белгілі. Жердің сирек кездесетін жақтастары, себебі бұлтыраулар мен иондаушы сәулелену F7–K1 диапазонынан тыс болады, өмірдің Күн сияқты жүйелерден тысқары пайда бола алмайтынын айтады. Дегенмен, кейбір экзобиологтар осы диапазоннан тыс жұлдыздардың қолайлы жағдайларда өмірге туындауы мүмкін екенін ұсынады; бұл мүмкіндік теорияның маңызды дау нүктесі болып табылады, себебі кеш K және M санатындағы жұлдыздар барлық сутекті жағатын жұлдыздардың шамамен 82% құрайды. Жерге ұқсастық индексі (ESI) масса, радиус және температураны өлшеуге мүмкіндік береді, бірақ толыққанды сирек кездесетін Жер критерийлеріне жетпейді.

Өмір сүруге қолайлы аймақтарда айналып жүрген тасты планеталар сирек кездеспеуі мүмкін

Кейбіреулер сирек кездесетін планеталардың өмір сүруге жарамды аймақтардағы (сирек кездесетін планеталар теңдеуінде) тасты планеталардың санын тым шектеулі деп санайды. Джеймс Кастинг Титиус-Боде заңына сілтеме жасай отырып, өмір сүруге жарамды аймақтарды тар деп атаудың қате екенін айтады, себебі кем дегенде бір планетаның орбитасында болу ықтималдығы 50% құрайды. 2013 жылы Кеплер ғарыш телескопының деректерін пайдаланған астрономдар G және K типті жұлдыздардың (күнге ұқсас жұлдыздар мен қызғылт сары ергежейлі жұлдыздардың) шамамен бестен бірінде Жерге ұқсас орбитаға (0,25) жақын Жер өлшемді немесе Супер Жер өлшемді (1 Жердің ені) планеталар болуы күтілуде, бұл бүкіл Құс жолы галактикасы үшін шамамен 8,8 миллиард планетаға тең.

Юпитердің рөліне қатысты күмән

Жүйенің Жопитер планетасымен қорғалған болуы қажеттігі (Сирек Жер теңдеуінің факторы) күмәндалғандықтан, ұсынылған жойылу оқиғаларының санына әсер етті (Сирек Жер теңдеуінің факторы). Кастингтің 2001 жылғы "Сирек Жер" туралы шолуында Жопитердің қорғаушы рөлінің күрделі өмірдің пайда болуына қандай әсер ететіні сұрақталды. 2005 жылғы Ницца моделі мен 2007 жылғы Ницца 2 моделі сияқты компьютерлік модельдеулер Жопитердің ішкі планеталарға гравитациялық әсері мен соқтығысуларына қатысты нақты нәтижелер көрсетпеді. Хорнер мен Джонстың (2008) компьютерлік симуляциясы Күн жүйесіндегі барлық орбиталық денелерге тиетін жалпы әсері белгісіз болғанымен, Жопитер Жерге соқтығысулардың алдын алудан гөрі көбірек соқтығысуға себеп болғанын көрсетті. 1770 жылы Жерге ең жақын келген, тарихқа енген комета – Лекселл кометасының Жопитердің гравитациялық әсерінен пайда болғаны белгілі.

Плита тектоникасы Жерге ғана тән немесе күрделі тіршілік үшін қажет емес болуы мүмкін

Уорд пен Браунли күрделі тіршіліктің дамуы үшін (Сирек Жер теңдеу факторы) тектониканың биогеохимиялық циклдарды тудыру үшін қажетті екенін айтады және мұндай геологиялық құрылымдар Жерден тыс жерлерде кездеспейді деп болжайды, осыған байланысты байқалатын тау тізбектері мен субдукцияның болмауына назар аударады. Дегенмен, Жердегі тектоникалық плиталардың эволюциясы туралы ғылыми консенсус жоқ. Тектоникалық қозғалыс шамамен үш миллиард жыл бұрын басталған деп есептелсе де, осы кезде фотосинтез және оттегінің пайда болуы қалыпты жағдайға келген болатын. Сонымен қатар, жақындағы зерттеулер тектоникалық плиталарды эпизодтық планеталық құбылыс ретінде көрсетеді, ал тіршілік тектоникалық плиталардың емес, "тұрақты қақпақ" жағдайында дамуы мүмкін. Жақындағы мәліметтер басқа планеталарда да осыған ұқсас белсенділік болғанын немесе жалғасып жатқанын көрсетеді. Мысалы, Уорд пен Браунли сипаттаған Плутонның геологиясы – "таулар мен жанартауларсыз, жанартаулық белсенділіктен толыққанды бос", бірақ Тензинг Монтес және Хиллари Монтес сияқты тау тізбектері Жердегілермен салыстырылатын өлшемге ие, сондай-ақ эндогендік процестерге қатыстылығын көрсететін байқаулар бар. Плита тектоникасы Марстың дихотомиясының гипотезасы ретінде ұсынылған, ал 2012 жылы геолог Ан Инь Марстағы белсенді плита тектоникасының дәлелдерін ұсынды. Еуропада тектоникалық плиталардың болуы күдік тудырған, ал 2014 жылы NASA белсенді субдукцияның дәлелдерін жариялады. Еуропа сияқты, Юпитердің ең ірі серігі Ганимедтің бетіндегі жарықтар мен эндогендік шығу тегіне жататын беттік материалдарды талдау, онда да плита тектоникасы болғанын көрсетеді. 2017 жылы Харонның геологиясын зерттеген ғалымдар Плутонның ең үлкен серігінде мұздық плита тектоникасының да жұмыс істегенін растады. 2017 жылдан бері Венераның геодинамикасы бойынша жүргізілген бірнеше зерттеулер Венераның литосферасының статикалық екені туралы пікірге қарсы, оның іс жүзінде тектоникалық плиталарға ұқсас белсенді процестер арқылы деформацияланатынын көрсетті, бірақ субдукция деңгейі төмендеу, бұл геодинамиканың Жер сияқты денелерде сирек емес екенін білдіреді. Кастингке сәйкес, ірі тасты планеталарда және олардың бетіндегі сұйық судың болуында ешқандай ерекшелік жоқ, өйткені олардың көпшілігі радиоактивті элементтердің көмегінсіз де ішкі жылуды өндіреді. Ал Коуэн пластиналар тектоникасы Жерге ұқсас немесе одан үлкен планеталар үшін, яғни планеталық жүйелерде кең таралған "супер Жерлер" үшін міндетті болуы мүмкін деп болжайды.

Ward and Brownlee argue that for complex life to evolve (Rare Earth equation factor ), tectonics must be present to generate biogeochemical cycles, and predicted that such geological features would not be found outside of Earth, pointing to a lack of observable mountain ranges and subduction. There is, however, no scientific consensus on the evolution of plate tectonics on Earth. Though it is believed that tectonic motion first began around three billion years ago, by this time photosynthesis and oxygenation had already begun. Furthermore, recent studies point to plate tectonics as an episodic planetary phenomenon, and that life may evolve during periods of "stagnant lid" rather than plate tectonic states. Recent evidence also points to similar activity either having occurred or continuing to occur elsewhere. The geology of Pluto, for example, described by Ward and Brownlee as "without mountains or volcanoes devoid of volcanic activity", and mountain ranges like Tenzing Montes and Hillary Montes comparable in relative size to those of Earth, and observations suggest the involvement of endogenic processes. Plate tectonics has been suggested as a hypothesis for the Martian dichotomy, and in 2012 geologist An Yin put forward evidence for active plate tectonics on Mars. Europa has long been suspected to have plate tectonics and in 2014 NASA announced evidence of active subduction. Like Europa, analysis of the surface of Jupiter's largest moon Ganymede strike strip faulting and surface materials of possible endogenic origin suggests that plate tectonics has also taken place there. In 2017, scientists studying the geology of Charon confirmed that icy plate tectonics also operated on Pluto's largest moon. Since 2017 several studies of the geodynamics of Venus have also found that, contrary to the view that the lithosphere of Venus is static, it is actually being deformed via active processes similar to plate tectonics, though with less subduction, implying that geodynamics are not a rare occurrence in Earth sized bodies. Kasting suggests that there is nothing unusual about the occurrence of plate tectonics in large rocky planets and liquid water on the surface as most should generate internal heat even without the assistance of radioactive elements. and Cowan suggest that plate tectonics may be inevitable for terrestrial planets Earth sized or larger, that is, Super Earths, which are now known to be more common in planetary systems.

Көп жасушалы тіршілік үшін бос оттегі сирек кездеспеуі де , қажет болмауы да мүмкін .

Жануарлар өміріне қажетті молекулалық оттегі сирек кездеседі және Ұлы оттегі алу оқиғасы (Сирек Жер теңдеуінің факторы) тек тектоника арқылы туындап, сақталуы мүмкін деген гипотеза, жақындағы жаңа жаңалықтарға сәйкес келмейтін болып көрінеді. Уорд пен Браунли: "Эрозияға ұшыраған континенттер жоқ әлемде оттегінің пайда болуы және осылайша жануарлардың пайда болуы орын ала ма?" деп сұрайды. Жақында Жерден тыс еркін оттегі басқа қатты денелердің маңында, оның ішінде Меркурий, Венера, Марс, Юпитердің төрт Галилей серігі, Сатурнның Энцелад, Диона және Рея серіктері, тіпті комета атмосферасында да анықталды. Бұл ғалымдарды фотосинтезден басқа процестер де еркін оттегіге бай ортаны жасауға қабілетті ме деп ойлауға итермеледі. Вордсворт (2014) фотодиссоциациядан өзге жолмен пайда болған оттегі Жер сияқты экзопланеталарда болуы мүмкін екенін және тіпті өмірдің жалған оң нәтижелерін беруі мүмкін екенін тұжырымдайды. Нарита (2015) титан диоксидінің фотокатализі арқылы оттегі атмосферасын жасаудың геохимиялық механизмін ұсынады. Уорд пен Браунлидің "оттегі жануарлар өмірі үшін қажетті ингредиент екендігіне күмәнсіз дәлел бар" деген тұжырымына қарамастан, 2015 жылдан бері митохондриялық органеллалары жоқ Monocercomonoides туысының еукариоттық түрлерін зерттеулер де маңызды, себебі ағзаның құрамында митохондрияның бар екенін көрсететін ешқандай белгі табылмады. Содан бері митохондриялық геном толығымен жоқ еукариоттар, әсіресе паразиттік организмдер анықталды, мысалы, 2020 жылы Henneguya zschokkei-де табылған. Бұл организмдердің қолданатын балама метаболикалық жолдарына қатысты зерттеулер осы гипотезаға қарсы қосымша мәселелер тудырады. Стивенсон (2015) оттегісіз әлемдегі күрделі өмір үшін басқа мембраналық баламаларды ұсынды. 2017 жылы NASA Астробиология институтының ғалымдары Сатурнның Титан серігінде, атмосфералық оттегі жоқ әлемде азотосомалардың пайда болуына қажетті химиялық алғышарттарды анықтады. Ширрмейстер мен Миллстің тәуелсіз зерттеулері Жердегі көпжасушалы өмір Ұлы оттегілендіру оқиғасынан бұрын пайда болғанын, бірақ оның салдарынан емес екенін көрсетті. NASA ғалымдары Хартман мен Маккей плиталық тектоника, шын мәнінде, оттегілендірудің өсуін баяулатуы мүмкін (және осылайша күрделі өмірді дамытудың орнына тежеуі мүмкін) деп санайды. 2014 жылы Тилман Спонның компьютерлік модельдеуі Жердегі плиталық тектоника, Сирек Жер гипотезасы ұсынғандай, керісінше емес, күрделі өмірдің пайда болуының салдарынан туындаған болуы мүмкін екенін көрсетті. Судың қатысуымен сусымалы аймақтардың қалыптасуына лишайлардың тау жыныстарындағы әсері ықпал еткен болуы мүмкін. Кастинг, егер оттегілендіру кембрийлік жарылысқа себеп болған болса, онда фотосинтез арқылы оттегі өндіретін кез келген планетада күрделі өмір болуы керек деп мәлімдейді.

The hypothesis that molecular oxygen, necessary for animal life, is rare and that a Great Oxygenation Event (Rare Earth equation factor ) could only have been triggered and sustained by tectonics, appears to have been invalidated by more recent discoveries. Ward and Brownlee ask "whether oxygenation, and hence the rise of animals, would ever have occurred on a world where there were no continents to erode". Extraterrestrial free oxygen has recently been detected around other solid objects, including Mercury, Venus, Mars, Jupiter's four Galilean moons, Saturn's moons Enceladus, Dione and Rhea and even the atmosphere of a comet. This has led scientists to speculate whether processes other than photosynthesis could be capable of generating an environment rich in free oxygen. Wordsworth (2014) concludes that oxygen generated other than through photodissociation may be likely on Earth like exoplanets, and could actually lead to false positive detections of life. Narita (2015) suggests photocatalysis by titanium dioxide as a geochemical mechanism for producing oxygen atmospheres. Since Ward & Brownlee's assertion that "there is irrefutable evidence that oxygen is a necessary ingredient for animal life", Studies since 2015 of the eukaryotic genus Monocercomonoides that lack mitochondrial organelles are also significant as there are no detectable signs that mitochondria are part of the organism. Since then further eukaryotes, particularly parasites, have been identified to be completely absent of mitochondrial genome, such as the 2020 discovery in Henneguya zschokkei. Further investigation into alternative metabolic pathways used by these organisms appear to present further problems for the premise. Stevenson (2015) has proposed other membrane alternatives for complex life in worlds without oxygen. In 2017, scientists from the NASA Astrobiology Institute discovered the necessary chemical preconditions for the formation of azotosomes on Saturn's moon Titan, a world that lacks atmospheric oxygen. Independent studies by Schirrmeister and by Mills concluded that Earth's multicellular life existed prior to the Great Oxygenation Event, not as a consequence of it. NASA scientists Hartman and McKay argue that plate tectonics may in fact slow the rise of oxygenation (and thus stymie complex life rather than promote it). Computer modelling by Tilman Spohn in 2014 found that plate tectonics on Earth may have arisen from the effects of complex life's emergence, rather than the other way around as the Rare Earth might suggest. The action of lichens on rock may have contributed to the formation of subduction zones in the presence of water. Kasting argues that if oxygenation caused the Cambrian explosion then any planet with oxygen producing photosynthesis should have complex life.

Магнит сферасы сирек кездеспеуі немесе қажет болмауы мүмкін

Жердің магнит өрісінің күрделі өмірдің дамуына қатысы бар-жоғы даулы. Жердің магнит өрісінің пайда болуы әлі де жұмбақ, бірақ магнитосфераның болуы ірі планеталық массасы бар денелер үшін салыстырмалы түрде кең таралған сияқты, себебі Күн жүйесіндегі Жерден үлкен барлық планеталарда ол бар. Ай, Ганимед, Меркурий және Марс сияқты денелерде қазіргі немесе бұрынғы магниттік белсенділіктің куәліктері көбейіп келеді. Нақты өлшемдердің жетіспеуіне байланысты, қазіргі зерттеулер 2006 жылы Олсон мен Кристенсен жасаған модельдеу әдістеріне көп сүйенеді, олар өріс күшін болжауға мүмкіндік береді. 496 планетаның үлгісін қолдана отырып, осындай модельдер Кеплер-186f планетасының Жер сияқты магнитосфераны сақтай алатын сияқты бірнеше планетаның қатарында екенін көрсетеді (бірақ осы планетаның айналасындағы мұндай өріс әзірге расталмаған). Кастинг атмосфераның магниттік полюстердің ауысуы және шашырау арқылы атмосфераның жоғалуы кезінде де ғарыш сәулелерінен жеткілікті қорғаныс беретінін айтады.

Үлкен айдың болуы сирек кездеспейтін , қажет те емес

Үлкен айдың қажеттігі (Сирек Жер теңдеуінің факторы) де сынға түсті. Тіпті қажет болса да, мұндай құбылыс Сирек Жер гипотезасы болжағандай, бірегей болмауы мүмкін. Принстон университетінің Эдвард Белбруно мен Дж. Ричард Готттың жұмыстары, Айдың пайда болуына себеп болған алып денелер планеталық троян нүктелерінде (немесе Лагранж нүктесінде) пайда болатынын көрсетеді, яғни басқа планеталық жүйелерде де ұқсас жағдайлар туындауы мүмкін. Айдың Жердің еңістігі мен айналуын тұрақтандыруы күрделі өмір үшін қажет деген пікірге күмән тудырылды. Кастинг Айсыз Жерде де күрделі өмірге қолайлы климатты мекендер болатынын, сондай-ақ Айсыз Жердің айналу жылдамдығын болжауға болатынын айтады. Көптеген Сирек Жер жақтастары Жердің плиталық тектоникасы Айдың тасқын күштері немесе Теяның соқтығысуы болмағанда болмас еді дейді (мантия әсерін ұзарту). Айдың тасқын әсері Жердің плиталық тектоникасын бастаған немесе сақтаған деген гипотеза әлі дәлелденбеген, бірақ кем дегенде бір зерттеу Айдың пайда болуымен уақытша байланысты екенін көрсетеді. Марс сияқты планеталарда бұрыннан бар болған плиталық тектониканың болуы бұл аргументке қарсы келеді, бірақ плиталық тектоника ай өмірге қатысты болғанға дейін жойылуы мүмкін. Сирек Жер жақтастары Жер астындағы ортада тек микробалық экстремофилдер ғана өмір сүре алады деп санайды, ал кейбіреулер күрделі өмір де осы ортада пайда болуы мүмкін дейді. Hesiocaeca methanicola сияқты экстремофильді жануарлардың мысалдары, мұхит түбінде мекендейтін және көбінесе Сыртқы Күн жүйесінде кездесетін метан клатраттарында тіршілік ететін жануар, кеңістіктің вакуумында тіршілік ете алатын тардиградтар немесе Жер қыртысының 3,6 километр (2,2 миль) тереңдігінде қысымды, ыстық температураны және өте төмен оттегі деңгейін көтере алатын Halicephalobus mephisto сыншылардың пікірінше, "шетелдік" ортада өркендеуге қабілетті күрделі өмірдің мысалы ретінде келтіріледі. Джилл Тартер бұл түрлер осы ортада пайда болғаннан гөрі, осы ортаға бейімделген деген классикалық қарсы аргументке қарсы шығып, өмірдің пайда болуына қажетті жағдайларды білмейміз деп атап көрсетеді. Күрделі өмірдің пайда болуына мүмкіндік беретін жер асты жағдайлары, Жерде өмірдің пайда болуына ұқсас болуы мүмкін, мысалы, Еуропа немесе Энцеладтың толқынмен қыздырылатын жер астындағы орталары туралы ұсыныстар бар. Мұндай ежелгі айналмалы экожүйелер Жердегі биосферадан толығымен тәуелсіз Рифтия пахиптила сияқты күрделі өмірді қолдайды.

The requirement of a large moon (Rare Earth equation factor ) has also been challenged. Even if it were required, such an occurrence may not be as unique as predicted by the Rare Earth Hypothesis. Work by Edward Belbruno and J. Richard Gott of Princeton University suggests that giant impactors such as those that may have formed the Moon can indeed form in planetary trojan points ( or Lagrangian point) which means that similar circumstances may occur in other planetary systems. The assertion that the Moon's stabilization of Earth's obliquity and spin is a requirement for complex life has been questioned. Kasting argues that a moonless Earth would still possess habitats with climates suitable for complex life and questions whether the spin rate of a moonless Earth can be predicted. Many Rare Earth proponents argue that the Earth's plate tectonics would probably not exist if not for the tidal forces of the Moon or the impact of Theia (prolonging mantle effects). The hypothesis that the Moon's tidal influence initiated or sustained Earth's plate tectonics remains unproven, though at least one study implies a temporal correlation to the formation of the Moon. Evidence for the past existence of plate tectonics on planets like Mars which may never have had a large moon would counter this argument, although plate tectonics may fade anyway before a moon is relevant to life. While Rare Earth proponents argue that only microbial extremophiles could exist in subsurface habitats beyond Earth, some argue that complex life can also arise in these environments. Examples of extremophile animals such as the Hesiocaeca methanicola, an animal that inhabits ocean floor methane clathrates substances more commonly found in the outer Solar System, the tardigrades which can survive in the vacuum of space or Halicephalobus mephisto which exists in crushing pressure, scorching temperatures and extremely low oxygen levels 3.6 kilometres ( 2.2 miles) deep in the Earth's crust, are sometimes cited by critics as complex life capable of thriving in "alien" environments. Jill Tarter counters the classic counterargument that these species adapted to these environments rather than arose in them, by suggesting that we cannot assume conditions for life to emerge which are not actually known. There are suggestions that complex life could arise in sub surface conditions which may be similar to those where life may have arisen on Earth, such as the tidally heated subsurfaces of Europa or Enceladus. Ancient circumvental ecosystems such as these support complex life on Earth such as Riftia pachyptila that exist completely independent of the surface biosphere.