Возможна ли жизнь на планетах с высокой гравитацией, и как она будет отличаться от земной

23 August 2020
Возможна ли жизнь на планетах с высокой гравитацией, и как она будет отличаться от земной

Большинство из открытых на данный момент предположительно пригодных для жизни миров относятся к классу «суперземель» — планет значительно превосходящих Землю массой, но при этом не настолько тяжёлых, чтобы удержать водород и гелий и стать газовыми гигантами. Отчасти данная ситуация связана с тем, что большое видится на расстоянии. Причём, на расстоянии более значительном, чем малое. А другие звёзды очень далеко и обнаружить возле них планету размером с Землю или меньше — трудно.

Тем не менее, массивные планеты имеют весомые преимущества в плане возникновения на их поверхности жизнепригодных условий. Даже без крупного спутника суперземля сохранит сейсмическую активность, подпитывающую атмосферу и гидросферу, утечка же газов в космическое пространство будет минимальной.

Мир со сверхплотной атмосферой
Мир со сверхплотной атмосферой

Проблема суперземли, как обитаемой планеты, скорее в том, что воды и газов на ней может скопиться слишком много. Планета, в несколько раз превосходящая Землю массой и обладающая, соответственно, сильной гравитацией, с высокой вероятностью обзаведётся атмосферой, сравнимой по плотности с венерианской. Сверхмощный парниковый эффект может привести к перегреву и испарению океанов… А может и не привести. Так как с увеличением давления повышается и температура кипения.

Фактически, возможны обитаемые суперземли трёх типов: «газовые», «жидкие» и «твёрдые». Под «газовой» подразумевается планета, обитаемой у которой является очень плотная атмосфера. Поверхность такого мира может (с большой вероятностью) оказаться полностью покрытой перегретой, но не кипящей водой. Менее вероятно, что на поверхности найдётся место и суше. Материки и моря «газовой» планеты также могут быть населены, но не будут являться основной зоной синтеза биомассы. Как и на Венере, толстая газовая оболочка сможет поглотить почти весь свет. Таким образом фотосинтез переместится в атмосферу. Благо, именно в условиях, когда атмосфера лишь вдесятеро уступает плотностью воде, станет удобным и целесообразным аэростатический способ движения, позволяющий растениям и животным парить на удобной для них высоте.

Планета-океан
Планета-океан

Впрочем, сюрреалистическим чудесам обитаемых миров со сверхплотной атмосферой уже посвящена отдельная статья.

На «жидкой» суперземле, соответственно, атмосфера имеет умеренную плотность, и зоной фотосинтеза является полностью покрывающий поверхность океан. Но миры с бескрайним морем и плавучими островами также уже описывались. Найдётся на канале и статья про совсем уж безумные «жидкие» планеты, океаны которых не только берегов, но и дна не имеют.

Не закрыт, однако, вопрос суперземель «твёрдых», наиболее землеподобных, с атмосферой небольшой плотности, вполне обычными океанами и обширными пространствами пригодной для жизни суши. Фактически, твёрдую суперземлю от нашей планеты будет отличать только высокая гравитация.

На эволюции морских обитателей возросшая сила тяжести, разумеется, не скажется никак. Но затрудняющая машущий полёт и ходьбу сила направит эволюцию сухопутных существ в иное русло.

Допустим, суперземля
Допустим, суперземля

Лишь на первый взгляд проблема решается просто, — при увеличении силы тяжести вдвое, животным всего-лишь придётся вдвое уменьшить свой размер, чтобы сохранить отношение силы к массе. В действительности же размер — это слишком серьёзная жертва, которая не будет принесена. Ведь в природе всё просто: кто крупнее, тот и съел.

Первые на нашей планете земноводные ещё не умели ходить и, упираясь в грунт похожими на плавники лапами, с трудом волочили по камням защищённое роговыми пластинами брюхо. Лишь второе поколение первопроходцев суши сумело чуть приподняться на ногах, уменьшив трение при движении. Но если сила тяжести составит 2g, передвижение на четырёх точках опоры станет непосильной задачей для примитивных позвоночных. Нет, они не сдадутся, а просто двинутся к господству на суше другим путём, взявшись за освоение прогрессивных методов ползания.

Характерной чертой животных «тяжёлых» миров может быть вертикальный рот. Синий кит опрокидывается на бок, чтобы поворачивать, а не поднимать огромную челюсть. Для ползающих существ распахивающаяся в стороны пасть также удобнее.
Характерной чертой животных «тяжёлых» миров может быть вертикальный рот. Синий кит опрокидывается на бок, чтобы поворачивать, а не поднимать огромную челюсть. Для ползающих существ распахивающаяся в стороны пасть также удобнее.

«Тяжёлая» планета превратится в царство змеевидных, безногих тварей. В каком-то смысле это эволюцию даже подстегнёт, поскольку змеи более прогрессивная и приспособленная форма по сравнению с ящерицами. В остальных отношениях эволюция останется «землеподобной». Ползающие, животные займут все ниши травоядных и хищников, в свой срок обрастут шерстью и начнут выкармливать детёнышей молоком.

Летающих животных, включая и насекомых, на тяжёлой планете, скорее всего, не появится вообще, так как даже для самых мелких существ, обладающих достаточной для взлёта удельной мощностью, данный способ передвижения будет связан с чрезмерным расходом энергии. Вполне вероятно, что и до появления надкласса шестиногих, в который входят крылатые насекомые, просто не дойдёт дело. На тяжёлой планете эволюция не пойдёт по пути сокращения количества ног, так как форма многоножки окажется наиболее целесообразной.