Varför jorden och inte Mars eller Venus?

Jag fick en fråga till den gamla bloggen:

Hej hopp! Vi håller på med ett skolarbete i skolan om evolution. En av frågorna är vad som gjorde jorden så lämplig för livet att utvecklas -Vad för ”egenskaper” som var/är speciella för jorden som inga andra planeter i solsystemet har…
Fanny

En av astronomins och astrobiologins grundläggande frågor handlar just om hur speciell jorden är egentligen.  Vi vet ju att den inte är särskilt lik de andra planeterna i solsystemet idag, men hur svårt skulle det vara för en planet som liknar jorden att uppstå i ett annat solsystem?  Det vet man inte säkert, men sökandet efter små, steniga planeter i vår galax som pågår just nu kan hjälpa oss att förstå hur lätt det är för en planet som jorden att bildas.

De egenskaper som är speciella för jorden är många.  Jag är själv astronom och därför är jag inte expert på sådant som forskare från andra områden, till exempel geologer och biologer tycker är viktigt; men om man tänker på jorden som planet i solsystemet så är det några saker som är väldigt viktiga.

Det absolut viktigaste när man jämför med de andra planeterna i solsystemet är avståndet från solen.  Jorden ligger på ett sådant avstånd från solen att vi får en ganska trevlig medeltemperatur på jordytan, som en vacker vårdag i Sverige kanske.  Det är viktigt, därför att medeltemperaturen styr vilka ämnen som finns i flytande, fast eller gasform, och jordens temperatur gör att vi får flytande vatten på ytan.  Flytande vatten råkar vara väldigt bra för liv, bland annat för att det finns ganska mycket av det, det blandar sig inte med organiska föreningar, det får lägre densitet när det fryser (så att det kan finnas sjöar under isen även när det är fruset ovanpå), och det är en viktig beståndsdel i biologiska celler.

Att vi har vatten och regn, som binder koldioxid i berget, gör också att växthuseffekten ligger på en lagom nivå om man tänker på lång sikt, flera miljoner år.  En planet med för mycket växthuseffekt blir till slut som Venus ungefär, flera hundra grader C med en tjock atmosfär, medan en planet med för lite växthuseffekt kanske blir för kall.

Att jorden är geologiskt aktiv, smält inuti och med en yta som förändras genom vulkanutbrott och liknande betyder också att rörelsen av smält magma i jordens inre kan medverka till att skapa jordens magnetfält.  Detta är ganska komplicerat, men i alla fall så kan inte kroppar som är geologiskt inaktiva, som månen till exempel, ha ett starkt magnetfält.  Och utan ett magnetfält finns det inget som skyddar atmosfären från solvinden, och i så fall skulle vår atmosfär förändras och förstöras mycket fortare.  Att jorden har ett magnetfält är alltså viktigt för att vi ska kunna ha en atmosfär och vatten på ytan.

Att jorden har en stor måne gör att den är bättre på att rotera stabilt runt sin egen axel, så att årstiderna inte ändras så mycket.  Utan månens stabiliserande verkan skulle jordaxeln vridas fram och tillbaka mer.  Om jorden inte skulle ha haft en måne skulle vi kanske ha haft ett så extremt klimat i perioder att livet inte skulle ha tillräckligt med tid på sig att utvecklas ordentligt innan det dog ut igen.

Det är också viktigt att jorden är tillräckligt stor. Mars har bara en tiondel av jordens massa och man tror att det är en viktig anledning till att Mars är så torr idag.  Den var för liten för att kunna hålla kvar lätta grundämnen som väte med sin gravitation, och om väte läcker ut ur atmosfären så försvinner också vattnet, därför att vätet kommer från vattenmolekyler innan det hamnar fritt i atmosfären, och vätet kan bara bilda vatten igen om det inte försvinner ur atmosfären först.  Venus är nästan lika stor som jorden, men Venus ligger så nära solen att den blir alldeles för varm.

Jorden är geologiskt aktiv och har något som kallas för plattektonik.  Det betyder att kontinenterna rör på sig och glider omkring ovanpå havsplattorna och manteln, så att havsbottnen och delar av kontinenterna långsamt trycks ner i jordens inre igen.  Det är viktigt för vissa kemiska cykler på jorden, till exempel kolet i atmosfären, och kan även vara viktigt för tillgången på näringsämnen för enkla livsformer.

Detta är några saker jag kan komma på bara på rak arm, men jag rekommenderar att ni försöker hitta mer från andra forskare. Det finns mycket mer skrivet på engelska än på svenska kring aktuell forskning i det här ämnet, så ett tips på en bra fråga att googla kan vara ”what makes Earth habitable?”, alltså ungefär ”vad är det som gör jorden beboelig?”. Som alltid när man gör skolarbeten så är det viktigt att ange källor – var därför noga med att berätta vilka personer som har skrivit arbeten som ni använder, och hur man kan hitta det om man vill kolla det själv. Värdera också era källor – ett arbete från en yrkesforskare som är publicerat av en seriös vetenskaplig tidskrift är nästan alltid mycket pålitligare än en artikel i kvällstidningarna eller en privat hemsida på nätet, till exempel.