اخترزیستشناسان در جستجوی نشانههایی از زغالسنگ و دیگر سوختهای فسیلی هستند تا بتوانند ردپای حیات هوشمند را در سیارات فراخورشیدی شناسایی کنند. پژوهشهای جدید نشان میدهد وجود ذخایر بزرگ، در دسترس زغالسنگ میتواند پیشنیازی تعیینکننده برای شکلگیری تمدنهای فناورانه فرازمینی باشد؛ تمدنهایی که قادرند فراتر از جهان خود قابل شناسایی شوند.
این یافته، سکوت کیهانی را از زاویهای زمینشناختی بازتعریف میکند، نه صرفاً زیستی یا مبتنی بر هوش.
تمدنهای فراخورشیدی و پیوند حیاتی با زغالسنگ
در سیاراتی شبیه زمین، شواهد تعیینکننده در نقطه تلاقی جنگلهای باستانی، لایههای کمعمق زغالسنگ، آستانههای انرژی لازم برای صنعتیشدن قرار دارد.
«لینکلن تِیز» زیستشناس گیاهی دانشگاه کالیفرنیا سانتا کروز (UCSC) نشان داد دسترسی به زغالسنگ تعیین میکند آیا بهرهوری زیستی میتواند به قدرت فناورانه پایدار تبدیل شود یا خیر.
بررسیها نشان میدهد حتی در جهانهایی سرشار از حیات، زغالسنگ فقط در همراستاییهای نادر اقلیم، تکتونیک، زمان عمیق زمینشناختی شکل میگیرد. همین موضوع، پنجره ظهور صنعت را محدود میکند.
چرا بیگانگان به زغالسنگ نیاز دارند؟
زنجیره انرژی از گیاهان مدفون آغاز میشود، به بخار، فولاد، سپس ابزارهایی میرسد که قادر به ارسال سیگنال به فضا هستند.
در مراحل اولیه، استخراجگران میتوانند به لایههای نزدیک سطح دسترسی یابند، سپس با همان انرژی ماشینهای پیشرفتهتر بسازند.
«زغالسنگ حیاتی است زیرا بر پایه زمینشناسی مشابه زمین، دسترسپذیرتر از ذخایر عمیق نفت و گاز است.»
حفاری نفت به لولهها، پمپها نیاز دارد. بنابراین کمبود زغالسنگ میتواند تمدنی را زیر آستانه انرژی لازم برای ارسال سیگنال نگه دارد.
محدودیتهای انرژی در سیارات فراخورشیدی
مانع اصلی، چگالی توان است؛ یعنی میزان انرژی تولیدی در واحد سطح. این عامل تعیین میکند صنعت اولیه تا چه حد مقیاسپذیر است.
تحلیلهای انرژی نشان میدهد گیاهان کمتر از ۰.۵٪ نور خورشید ورودی را جذب میکنند. همچنین شهرهای پیشاصنعتی حدود ۲۰ تا ۳۰ وات بر متر مربع انرژی نیاز داشتند، موضوعی که برداشت سوخت را به گسترش سرزمینی وادار میکرد.
زغالسنگ این محدودیت را میشکند زیرا انرژی گیاهی را در لایههایی فشرده متمرکز میکند، در نتیجه موتورها، شبکههای انرژی در یک نقطه امکانپذیر میشوند.
آغاز زنجیره با فتوسنتز
شکلگیری زغالسنگ با فتوسنتز اکسیژنی آغاز میشود؛ فرایندی که در آن نور خورشید آب را میشکند، اکسیژن تولید میکند. تنها این مسیر بود که جنگلها، آسمان قابل تنفس را پدید آورد.
در زمین، اکسیژن بهکندی انباشته شد زیرا اقیانوسها، سنگها آن را جذب میکردند. همین موضوع تغییر اتمسفر را به تأخیر انداخت.
پس از تثبیت سطح اکسیژن، سلولهای پیچیده توانستند انرژی بیشتری از غذا استخراج کنند، عاملی که به تکامل گیاهان، جانوران بزرگ انجامید.
بدون جو غنی از اکسیژن، یک سیاره شاید میزبان میکروبها باشد، اما احتمالاً فاقد گیاهانی است که بعدها به زغالسنگ تبدیل شوند.
نقش نور ستاره در رشد گیاهان
اخترشناسان هنگام ارزیابی سیارات فراخورشیدی معمولاً به مدار قابل سکونت دارای آب مایع توجه میکنند. اما کیفیت نور نیز اهمیت دارد.
برخی ستارهها ترکیب طول موج نامناسبی دارند، در نتیجه موجودات فتوسنتزی نمیتوانند سوخت شیمیایی کافی تولید کنند.
مطالعهای در سال ۲۰۲۳ «منطقه قابل سکونت فتوسنتزی» را ترسیم کرد؛ ناحیهای باریکتر که هم آب مایع، هم فتوسنتز تولیدکننده اکسیژن در آن ممکن است.
این فیلتر اضافی یعنی سیارهای میتواند میلیاردها سال اقیانوس داشته باشد اما هرگز جنگلهایی نسازد که بعدها زغالسنگ شوند.
شکلگیری زغالسنگ در محیطهای مرطوب
زغالسنگ از تورب آغاز میشود؛ ماده گیاهی نیمهتجزیهشده در زمینهای خیس. آب، فرایند تجزیه را متوقف میکند.
دفنشدن، گرما، فشار را افزایش میدهد، آب، گازها خارج میشوند تا ماده متراکمتر، کربنغنیتر شود.
فرایند «زغالشدگی» شامل مراحل زیر است:
- تورب
- لیگنیت
- زغالسنگ نیمهسخت
- زغالسنگ سخت
این فرایند میلیونها سال زمان میبرد، بنابراین سیاره باید تالابها یا حوضههای پایدار بلندمدت داشته باشد.
شرایط نادر زمین برای ذخایر عظیم زغالسنگ
بزرگترین ذخایر زغالسنگ زمین در دوره کربنیفر شکل گرفت؛ زمانی که جنگلهای باتلاقی سراسر ابرقاره پانگهآ را پوشاندند.
کوهزایی، فرونشست حوضهها که حاصل تکتونیک صفحهای بود، بقایای گیاهی را سریع دفن کرد.
چرخههای اقلیمی نیز مؤثر بودند. بالا، پایین رفتن سطح دریا تالابها را غرق میکرد، سپس لایههای ضخیم رسوبی آنها را میپوشاند.
پژوهش حاضر این زنجیره رویدادها را بهسختی تکرارپذیر میداند؛ نوعی «شانس سیارهای» نادر.
زمانبندی؛ عامل موفقیت صنعتی
هوش باید زمانی پدیدار شود که زغالسنگ به اندازه کافی بالغ شده باشد.
لایههای باکیفیت بهتدریج شکل میگیرند. ممکن است موجودات هوشمند زودتر ظهور کنند، پیش از آنکه سوخت قدرتمند در دسترس باشد.
از سوی دیگر، گونهها جاودانه نیستند. ممکن است یک تبار هوشمند پیش از شکلگیری ذخایر مناسب منقرض شود.
این مسئله، زغالسنگ را به فیلتری کیهانی تبدیل میکند که تعداد تمدنهای قابل شناسایی را کاهش میدهد.
معادله دریک، زغالسنگ و تمدن بیگانه
در قلب این بحث، معادله دریک قرار دارد؛ فرمولی برای برآورد تعداد تمدنهای کهکشان راه شیری.
«وجود ذخایر بزرگ، در دسترس زغالسنگ مشابه زمین برای تأمین انرژی مراحل اولیه صنعتیشدن در سیارات زمینمانند ضروری است.»
این متغیر جدید فقط هوش را نمیسنجد، بلکه بررسی میکند آیا زمینشناسی، زیستشناسی سوخت مناسب را در زمان درست فراهم کردهاند یا نه.
حتی اگر سوزاندن زغالسنگ اثرات شیمیایی در جو باقی بگذارد، این مرحله ممکن است کوتاه باشد.
در جستجوی فناوری بیگانه، تاریخ انرژی در کنار زیستشناسی قرار میگیرد. در این چارچوب، زغالسنگ به محدودیت کلیدی تبدیل میشود.
با پیشرفت تلسکوپها، پژوهشگران باید نور ستاره، منابع زمینی، زمان زمینشناختی را همزمان ارزیابی کنند تا جهانی را همتای زمین بدانند.
این مطالعه در International Journal of Astrobiology منتشر شده است.
جمعبندی: زغالسنگ بهعنوان فیلتر کیهانی حیات هوشمند
بررسیها نشان میدهد زغالسنگ در سیارات فراخورشیدی میتواند عامل تعیینکننده در گذار از حیات ساده به تمدن فناورانه باشد. بدون سوخت متراکم، صنعت، ارتباطات فضایی بهسختی شکل میگیرد.
نظر شما چیست؟ آیا انرژی فسیلی شرط لازم برای تمدنهای فضایی است؟ دیدگاه خود را بنویسید، مقاله را به اشتراک بگذارید.
