Kyslíkové úzké hrdlo neumožňuje vznik vyspělému druhu civilizace

Foto: kilpiks/Pixabay

Vzhledem k tomu, že kyslík je nezbytný pro dýchání a metabolismus mnohobuněčných organismů na Zemi, jeho přítomnost může být klíčová pro vývoj složité biosféry na jiných planetách. A protože život samotný prostřednictvím fotosyntézy přispěl k vytvoření naší atmosféry bohaté na kyslík, byl kyslík dlouho považován za možný biologický podpis, píše IFL Science. 

Zde uvažujeme o vztahu mezi atmosférickým kyslíkem a rozvojem technologie. Tvrdíme, že pouze planety se značným parciálním tlakem kyslíku ( O2 ) budou schopny vyvinout pokročilé technosféry a tedy i technosignatury, které dokážeme detekovat. Ale spalování pod širým nebem (potřebné například pro metalurgii) je možné pouze v atmosférách podobných Zemi, když O2  ≥ 18 %. Tento limit je vyšší než limit potřebný k udržení komplexní biosféry a mnohobuněčných organismů. 

Dále přezkoumáváme další možné složení atmosféry planet a docházíme k závěru, že kyslík je nejpravděpodobnějším kandidátem na vývoj technologických druhů. Přítomnost O2  ≥ 18 % v atmosférách exoplanet tedy může představovat kontextové předurčení potřebné pro plánování a interpretaci hledání technosignatur.

Volný atmosférický kyslík je samozřejmě jedním z klíčových znaků potenciálního života, na který je třeba dávat pozor. Jediná planeta, o které víme, že existuje inteligentní život (no, trochu), má dostatek volného atmosférického kyslíku. Přirozeně jsme ho hledali na jiných planetách, vzhledem k důležité roli, kterou na Zemi sehrál ve vývoji života zvířat.

Jak zdůrazňuje nový dokument, přínosy dýchání nejsou jedinou věcí, kterou kyslík pro lidi udělal.

„Na Zemi sehrál oheň zcela jistě zásadní roli při vzniku lidské civilizace a nástupu technologie,“ vysvětluje dokument. Vaření jídla bylo samozřejmě důležité v našem vývoji, dalo nám více energie a možná pomohlo zvětšit velikost našeho mozku. Oheň byl také využíván lidmi k ovládání našeho prostředí a pomáhá nám při lovu.

„Nicméně zdaleka nejdůležitější rolí ohně při vzestupu lidské civilizace je jeho využití jako zdroje energie,“ pokračuje článek. „Pravděpodobně to začalo velmi brzy jako způsob, jak se udržet v teple, čímž se zvýšil rozsah podmínek prostředí vhodných pro osídlení. Pak se to vyvinulo do sofistikovanějších použití, jako je tavení kovů, tavení a výroba nástrojů. Nakonec oheň poskytl jak zdroj energie, tak i zdroj a palivo (například dřevěné uhlí), které iniciovalo průmyslovou revoluci a vedlo k ‚velkému zrychlení‘ a antropocénu“.

Bez ohně by nebyla průmyslová revoluce. A tady to může být špatná zpráva pro každého, kdo se chce setkat s jiným mimozemským životem. Aby byl oheň, nepotřebujete ho jen trochu, ale hodně. Z hlediska ohně je tu sladká tečka. Nedostatek kyslíku a rostlinná hmota se nespálí. Jakékoli vyšší množství než 35 procent bude spalovat tak dobře, že by lesy nebyly schopny růst a udržet se samy. Podle tohoto dokumentu je obsah kyslíku pod 18,5 procenta a možnost hoření omezená, ale těsně nad 20 procenty (na Zemi je to v současnosti kolem 21 procent) se zdá být sladkou tečkou, kde mohou hořet ohně a růst vegetace.

Jakékoli méně než 18,5 procenta a druhy se mohou stát inteligentními, ale zjistí, že nejsou schopny vyrobit komplikovanou technologii (nebo dokonce tavit kovy, jak jsme to dělali po tisíce let. 

„Představte si mladý a inteligentní druh na cizím světě s atmosférou, která obsahuje pouhé 1 procento kyslíku,“ napsal spoluautor článku Adam Frank pro Big Think. „Ti chytří tvorové, kteří používají nástroje, by nikdy nedostali příležitost sledovat, jak strom hořel poté, co byl zasažen bleskem a nenapadlo by je používat oheň pro své vlastní účely. „Nikdy by neměli šanci naučit se, jak lze oheň využít k vaření jídla, vyčistit zemi nebo, což je nejdůležitější, roztavit kovy. Chudoba kyslíku v jejich vzduchu by tyto tvory pravděpodobně navždy uzavřela a omezila jejich vývoj.“

„Přítomnost vysokého stupně kyslíku v atmosféře je jako úzké hrdlo, kterým se musíte dostat, abyste měli technologický druh,“ dodal Frank v prohlášení. „Všechno ostatní můžete nechat fungovat, ale pokud nemáte kyslík v atmosféře, nebudete mít technologický druh.“

Kyslíkové úzké hrdlo, jak to tým nazval, by mohlo zabránit tomu, aby se inteligentní, nástroje a možná komunikativní druhy staly technologicky vyspělými druhy schopnými navázat s námi kontakt, což možná vysvětluje nedostatek kontaktu . Tým navrhuje další možné způsoby, jak by primitivní druhy mohly produkovat teplo, jako je zaostřování paprsků jejich hvězd nebo geotermická energie, ale žádný není tak snadný nebo volně dostupný jako spalování.

Na druhou stranu tým doufá, že kyslíkové hrdlo může pomoci při hledání mimozemské inteligence. Kromě toho, že nám dává vědět, že při hledání technologických civilizací může být lepší hledat planety bohaté na kyslík, pokud bychom obdrželi potenciální technologické podpisy, hladiny kyslíku na planetách v regionu by nám mohly pomoci zjistit, zda je na nich pravděpodobně přítomna technologie. Pokud je příliš nízká, můžeme hádat, že je pravděpodobně nepravděpodobné, že by druh vyvinul technologii potřebnou pro kontakt.

„Důsledky objevení inteligentního technologického života na jiné planetě by byly obrovské,“ dodal spoluautor Amedeo Balbi. „Proto musíme být extrémně opatrní při interpretaci možných detekcí. Naše studie naznačuje, že bychom měli být skeptičtí k potenciálním technopodpisům z planety s nedostatečným atmosférickým kyslíkem.

Článek je publikován v časopise Nature Astronomy 

Pozn. redakce: „Je opravdu nutné, aby ´jiné´ civilizace potřebovaly k životu kyslík? Co když je to pouze potřeba druhu, který se zrodil na planetě Zemi?“