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惑星天文学および宇宙生物学において、レアアース仮説は、生命の起源と、地球上の有性生殖を行う多細胞生物、そしてその後の人間の知能といった生物学的複雑性の進化には、あり得ない天体物理学的および地質学的現象と状況の組み合わせが必要であったと主張している。この仮説によれば、複雑な地球外生命はあり得ない現象であり、宇宙全体で見ても稀である可能性が高い。「レアアース」という用語は、ワシントン大学の教員である地質学者・古生物学者のピーター・ウォードと、天文学者・宇宙生物学者のドナルド・E・ブラウンリーによる著書『レアアース：宇宙で複雑な生命が珍しい理由』（2000年）に由来する。この仮説は、フェルミのパラドックスに対する解決策の一つとして議論されてきた。
1970年代から1980年代にかけて、カール・セーガンやフランク・ドレイクらは、地球は典型的な惑星系に属する典型的な岩石惑星であり、現在では棒渦巻銀河であることが知られている一般的な銀河の特異でない領域に位置していると主張した。彼らは、コペルニクス原理から拡張された平凡性の原理に基づき、人間を含む地球上の生命の進化もまた典型的であり、したがって宇宙には複雑な生命があふれていると主張した。これに対し、ウォードとブラウンリーは、複雑な生命に必要なすべての条件を満たす惑星は全く典型的ではなく、実際には極めて稀であると主張している。
地球外生命体が地球を訪れたという信頼できる、あるいは再現可能な証拠は存在しない。[ 1 ] [ 2 ]地球以外の宇宙のどこかで、知的生命体の通信や証拠が検出または観測されたことはない。これは、宇宙には非常に多くの惑星が存在し、その中には生命にとって好ましい条件を備えている可能性のある惑星もあるという知識と矛盾する。生命は通常、利用可能なニッチをすべて満たすまで拡大する。[ 3 ]これらの矛盾する事実はフェルミのパラドックスの基礎を形成しており、希土類仮説はその解決策の一つとして提案されている。
希土類仮説は、宇宙のどこであれ生物の複雑性が進化するには、銀河の居住可能領域、必要な特性を持つ中心星と惑星系（つまり、恒星周居住可能領域）、適切な質量の地球型惑星、木星のような1つ以上の巨大ガス惑星（潜在的な衝突物をそらしたり吸収したりする）の利点、そして頻繁な衝突から惑星を守る大きな天然衛星の可能性、惑星に磁気圏とプレートテクトニクスがあることを保証するために必要な条件、地球の岩石圏、大気、海洋に存在する化学組成に類似した化学組成、大規模な氷河期や隕石衝突などの周期的な「進化のポンプ」の影響、そして真核細胞、有性生殖、動物、植物、菌類の門のカンブリア爆発の出現につながった可能性のあるあらゆる要因など、多数の偶然の状況が同時に起こる必要があると主張している。人類の進化と人間の知能の進化には、さらに特定の出来事や状況が必要だったかもしれないが、6600万年前の白亜紀末の大量絶滅によって恐竜が陸上脊椎動物の支配的な地位を失わなければ、それらはすべて極めて起こりそうになかった出来事だった。
ウォードとブラウンリーは、小さな岩石惑星が複雑な生命を支えるためには、いくつかの変数の値が狭い範囲内に収まる必要があると主張する。宇宙は非常に広大であるため、地球に似た惑星がまだ多数存在する可能性があるが、そのような惑星が存在するとしても、それらは何千光年も離れている可能性が高い。そのような距離は、そのような惑星で進化する可能性のある知的生命体間のコミュニケーションを阻害する可能性があり、その結果、地球外生命体が普遍的に存在するなら、なぜ目立たないのかというフェルミのパラドックスが解決されることになる。
レアアースは、天の川銀河の大部分を含む既知の宇宙の大部分は、複雑な生命を維持できない「デッドゾーン」であると示唆している。複雑な生命が存在可能な銀河の領域は、銀河ハビタブルゾーンを構成し、これは主に銀河中心からの距離によって特徴づけられる。
項目1は銀河の最外縁部を除外し、項目2と3は銀河の内側領域を除外する。したがって、銀河のハビタブルゾーンは、居住不可能な中心部と外縁部の間に挟まれた、比較的狭い範囲の適切な環境の環状領域であると考えられる。
また、居住可能な惑星系は、複雑な生命が進化するのに十分な期間、好ましい位置を維持しなければなりません。偏心軌道（楕円軌道または双曲線軌道）を持つ恒星は、星の密度が高い好ましくない領域である渦状腕を通過します。したがって、生命を宿す恒星は、恒星の軌道速度と渦状腕の軌道速度が密接に同期した、ほぼ円形の銀河軌道を持たなければなりません。これにより、銀河の居住可能領域は、銀河中心からかなり狭い範囲に限定されます。Lineweaver らは、この領域を半径 7 ～ 9キロパーセクのリングと計算し、天の川銀河の恒星の 10% 以下、約 200 億～ 400 億個の恒星が含まれるとしています[ 5 ] 。Gonzalezら[ 6 ]はこれらの数値を半分にし、天の川銀河の恒星の最大 5% が銀河の居住可能領域に含まれると推定しています。
観測された銀河の約77%は渦巻銀河であり、[ 7 ]渦巻銀河の3分の2は棒状構造を持ち、天の川銀河のように半数以上が複数の腕を持っています。[ 8 ] Rare Earthによると、私たちの銀河は異常に静かで暗く（下記参照）、同種の銀河のわずか7%を占めています。[ 9 ]それでも、これは既知の宇宙に存在する2000億個以上の銀河を表しています。
天の川銀河は、過去100億年の間に他の銀河との衝突が異常に少なく、超新星爆発やその他の擾乱が起こりにくいという点でも有利であるように思われる。[ 10 ]また、天の川銀河の中心にあるブラックホールは、活動が多すぎず少なすぎず、ちょうど良い状態にあるようだ。[ 11 ]
太陽が天の川銀河の中心を周回する軌道は、実際にはほぼ完全な円形で、周期は2億2600万年（Ma）であり、銀河の自転周期とほぼ一致しています。しかし、棒渦巻銀河の星の大部分は、ハローではなく渦状腕に存在し、重力的に整列した軌道で移動する傾向があるため、太陽の軌道に特異な点はほとんどありません。希土類仮説では、太陽は形成以来、渦状腕を通過したことはほとんどないはずだと予測されていますが、天文学者のカレン・マスターズは、太陽の軌道が約1億年ごとに主要な渦状腕を通過すると計算しています。[ 12 ]いくつかの研究者は、いくつかの大量絶滅が実際に過去の渦状腕の横断に対応していると示唆しています。 [ 13 ]
地球上の例は、複雑な生命には液体の水が必要であり、その維持には中心星から近すぎず遠すぎない軌道距離が必要であることを示唆している。これは、ハビタブルゾーンのもう一つの尺度、またはゴルディロックスの原理である。[ 14 ] ハビタブルゾーンは、星の種類と年齢によって変化する。
高度な生命が存在するためには、恒星が非常に安定している必要があり、これは約46億歳の中期恒星生命の特徴です。適切な金属量とサイズも安定性にとって重要です。太陽の光度変動は小さい（0.1%）です。現在までに、太陽の光度変動と完全に一致する太陽型連星は発見されていませんが、それに近いものはいくつかあります。恒星には、惑星の軌道を乱す連星系のような伴星があってはなりません。推定では、すべての恒星系の50%以上が連星系であるとされています。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]恒星は時間の経過とともに徐々に明るくなり、動物の生命が進化するには数億年または数十億年かかります。惑星がハビタブルゾーン内に留まり、その境界が時間の経過とともに外側に移動するという要件は、ウォードとブラウンリーが動物にとっての「継続的にハビタブルゾーン」と呼ぶもののサイズを制限します。彼らは、その範囲が非常に狭く、0.95～1.15天文単位（1天文単位は地球と太陽の間の距離）以内であるとの計算を引用し、液体の水が存在できる領域全体に基づいているため、この範囲でさえ大きすぎる可能性があると主張している。沸点に近い水は動物の生命にとって熱すぎる可能性があるからである。[ 19 ]
居住可能領域に存在する液体の水やその他のガスは、温室効果の恩恵をもたらします。地球の大気には、水蒸気濃度が0%（乾燥地域）から4%（熱帯雨林や海洋地域）まで含まれており、2022年11月時点ではCO2がわずか417.2ppmしか含まれていませんが[ 20 ]、これらの少量でも平均表面温度を約40 ℃上昇させるのに十分であり[ 21 ] 、その主な要因は水蒸気です。
既知のすべての生命は、金属元素の複雑な化学反応を必要とする。星の吸収スペクトルは内部に金属が存在することを示し、恒星スペクトルの研究から、多くの、おそらくほとんどの星は金属に乏しいことが明らかになっている。重金属は超新星爆発で生成されるため、宇宙の金属量は時間とともに増加する。低金属量は初期宇宙の特徴である。球状星団や宇宙が若かった頃に形成された他の星、大きな渦巻銀河以外のほとんどの銀河の星、そしてすべての銀河の外縁部の星などである。したがって、複雑な生命を支えることができる金属に富んだ中心星は、放射線も弱い、より大きな渦巻銀河の密度の低い領域に最も多く存在すると考えられている。[ 22 ]
惑星の化学組成は、惑星表面の酸化還元状態に影響を与える可能性があります。たとえば、ヒュセア型惑星は極めて還元的な水素に富む大気を持ち、酸化物に富む惑星は光分解によって表面の水を急速に失う可能性があります。複雑な生物圏は、太陽のような組成を持つ惑星系のごく一部に限られている可能性があります。たとえば、Waltonら(2026) は、形成中にマントル内に十分な窒素とリンが残るようにするには、マントル内の酸素量の正確なバランスが必要であると主張しています。[ 23 ]
希土類元素の支持者たちは、複雑な生命を維持できる惑星系は、太陽系とほぼ同じ構造で、小さくて岩石質の内惑星と巨大な外惑星からなる必要があると主張している。[ 24 ]木星のような強い重力を持つ「天体の掃除機」のような惑星の保護がなければ、他の惑星はより頻繁に壊滅的な小惑星の衝突にさらされることになるだろう。白亜紀-古第三紀の大量絶滅を引き起こした小惑星のわずか2倍の大きさの小惑星でも、すべての複雑な生命を絶滅させていたかもしれない。[ 25 ]
系外惑星の観測から、太陽系に似た惑星配置は稀であることが分かっている。ほとんどの惑星系は、恒星の近くに地球の数倍の大きさのスーパーアースを持っているが、太陽系の内側領域には小さな岩石惑星がわずかしかなく、水星の軌道の内側には一つもない。恒星のうち木星や土星に似た巨大惑星を持つのはわずか10%で、それらの惑星も恒星から遠く離れた安定したほぼ円形の軌道を持つことは稀である。コンスタンティン・バティギンらは、太陽系の初期の歴史において、木星と土星が太陽に向かって漂流し、微惑星のシャワーをスーパーアースに送り込み、スーパーアースが太陽に螺旋状に落下し、氷の構成要素を太陽系の地球領域に運び込み、それが岩石惑星の構成要素となったとすれば、これらの特徴は説明できると主張している。その後、2つの巨大惑星は再び漂流して現在の位置に戻った。バティギンとその同僚の見解では、「この繊細な振り付けに必要な偶然の出来事の連鎖は、地球のような小さな岩石惑星、そしておそらく生命そのものが宇宙全体で稀であることを示唆している」[ 26 ] 。
ニュートン力学は、特に軌道離心率の高い大きな惑星を持つ系では、混沌とした惑星軌道を生み出す可能性がある。[ 27 ]ほとんどの惑星系では、惑星の軌道がほぼ円形ではないため、それらの惑星で極端な気候変動が生じることはない。[ 28 ] [ 29 ]
希土類仮説は、生命には地球のような地球型惑星が必要であり、ガス惑星にはそのような表面がないため、そこで複雑な生命が発生することはできないと主張している。[ 30 ]
小さすぎる惑星は十分な大気を維持できず、表面温度は低く変動しやすく、海は存在し得ません。小さな惑星は、大きな山や深い峡谷など、表面が荒れている傾向があります。核はより速く冷え、プレートテクトニクスは短期間で終わるか、まったく存在しないでしょう。[ 31 ]地球では、熱損失は放射性崩壊による熱生成と釣り合っており、その結果、薄い地殻とプレートテクトニクスが生じています。はるかに大きな惑星では、熱生成が熱損失を上回り、地球はおそらく外殻を発達させておらず、プレートテクトニクスと生命は存在し得ないでしょう。[ 32 ]
希土類元素の支持者は、プレートテクトニクスと強い磁場が生物多様性、地球の気温調節、炭素循環に不可欠であると主張している。[ 33 ]太陽系の他の場所に山脈がないことは、地球が現在プレートテクトニクスを持つ唯一の天体であり、したがって生命を支えることができる唯一の天体であることの証拠である。[ 34 ]
プレートテクトニクスは、適切な化学組成と放射性崩壊による長期的な熱源に依存している。大陸は、より密度の高い苦鉄質岩の上に「浮かぶ」密度の低い珪長質岩でできている必要がある。テイラー[ 35 ]は、テクトニック沈み込み帯には海洋の水による潤滑が必要であることを強調している。プレートテクトニクスは、生化学的循環の手段も提供する。[ 36 ]
プレートテクトニクス、そしてその結果として起こる大陸移動と別々の陸塊の形成は、多様な生態系と生物多様性を生み出し、絶滅に対する最も強力な防御策の1つとなるだろう。[ 37 ]地球の大陸における種の多様化とその後の競争の例として、グレート・アメリカン・インターチェンジがある。北アメリカと中央アメリカは、約350万年前から300万年前に南アメリカに移動した。南アメリカの動物相は、南極大陸が分離して以来、約3000万年にわたって別々に進化してきたが、合併後、主に南アメリカで、競合する北アメリカの動物によって多くの種が絶滅した。
月は、太陽系の他の岩石惑星には衛星が全くないか（水星と金星）、あるいは捕獲された小惑星である可能性が高い比較的小さな衛星しかない（火星）ため、珍しい存在である。また、月はカロンに次いで、地球の大きさに対する比率で太陽系最大の自然衛星であり、地球の27%の大きさである。[ 38 ]
巨大衝突仮説では、月は火星ほどの大きさの天体（テイアと呼ばれる）が若い地球に衝突した結果できたとされています。この巨大衝突によって地球の自転軸の傾き（傾斜角）と自転速度も決まりました。[ 35 ]高速自転によって日々の温度変化が減り、光合成が可能になりました。[ 39 ]希土類地球仮説ではさらに、自転軸の傾きは（軌道面に対して）大きすぎても小さすぎてもいけないと主張しています。傾きが大きい惑星では、気候の季節変動が極端になります。傾きがほとんどない、あるいは全くない惑星では、気候変動がもたらす進化の刺激が欠けてしまいます。この見方では、地球の傾きは「ちょうど良い」のです。大きな衛星の重力も惑星の傾きを安定させます。この効果がなければ、傾きの変動は混沌とし、おそらく陸上での複雑な生命体は不可能になるでしょう。[ 40 ]
地球に月がなければ、太陽の重力のみによって生じる潮汐は、月の潮汐の半分にしかならないだろう。大きな衛星は潮だまりを生み出し、それは複雑な生命の形成に不可欠かもしれないが、これは決して確実ではない。[ 41 ]
大きな衛星は、惑星の地殻に潮汐力を及ぼすことで、プレートテクトニクスが発生する可能性を高めます。月の形成に関与した衝突もプレートテクトニクスを引き起こした可能性があり、それがなければ大陸地殻が惑星全体を覆い、海洋地殻が存在する余地はなかったでしょう。地殻の組成が均一であれば、プレートテクトニクスを駆動するために必要な大規模なマントル対流は発生しなかった可能性があります。別の仮説では、このような大きな衛星は、ダイナモとして金属質の惑星核に継続的に作用することで、惑星の磁気シールドの維持にも寄与し、荷電粒子や宇宙線から惑星表面を保護し、太陽風によって大気が徐々に剥ぎ取られるのを防ぐのに役立つとされています。
地球や金星のような地球型惑星は、大気を維持するために適切な大きさでなければなりません。地球では、テイアの巨大衝突によって地球の大気が薄くなった後、大気が生命を維持できる状態になるためには、他の出来事が必要でした。後期重爆撃期は、テイアの衝突後に失われた水を地球に再び供給しました。[ 42 ]オゾン層の発達は、紫外線（UV）の太陽光に対する保護シールドを生成しました。[ 43 ] [ 44 ]生命が形成されるには、窒素と二酸化炭素が適切な比率で必要です。[ 45 ]窒素固定には雷が必要です。[ 46 ]生命に必要な気体二酸化炭素は、火山や間欠泉などの発生源から得られます。二酸化炭素は、高濃度では有毒であるため、比較的低いレベル（現在地球では約400 ppm）で必要とされます。[ 47 ] [ 48 ]安定した水循環には降水が必要です。 [ 49 ]適切な大気は日中の温度変化を減少させる必要がある。[ 50 ] [ 51 ]
地球と似た物理的特性を持つ惑星が稀であるかどうかに関わらず、生命は稀で特殊な状況に引き起こされない限り、単純な細菌よりも複雑なものへと進化することはないと主張する人もいる。生化学者のニック・レーンは、単純な細胞（原核生物）は地球形成後まもなく出現したが、それらが複雑な細胞（真核生物）へと進化するまでに地球上の生命のほぼ半分が経過しており、それらはすべて共通の祖先を持つため、この出来事は一度しか起こらなかったはずだと主張する。一部の見解によれば、原核生物は真核生物へと進化するための細胞構造を欠いている。なぜなら、細菌が真核生物の大きさにまで拡大すると、代謝に利用できるエネルギーが数万分の1に減少するからである。20億年前、ある単純な細胞が別の細胞に取り込まれ、増殖し、ミトコンドリアへと進化し、それによって利用可能なエネルギーが大幅に増加し、複雑な真核生物の進化が可能になった。この取り込みが40億年に一度しか起こらなかった、あるいは起こりそうもないのであれば、ほとんどの惑星の生命は単純なままである。[ 52 ]別の見解としては、ミトコンドリアの進化は環境によって引き起こされ、大気中に酸素が初めて現れた直後にミトコンドリアを持つ生物が現れたというものがある。[ 53 ]
有性生殖の進化と存続は、生物学におけるもう一つの謎である。多くの生物では無性生殖に比べて50%のコスト（適応度の不利）があるため、有性生殖の目的は不明である。[ 54 ]交配型（配偶子の適合性に応じた配偶子のタイプ）は異形配偶子（配偶子の二形性）の結果として生じた可能性があり、あるいは雄と雌の性別は異形配偶子の前に進化していた可能性がある。[ 55 ] [ 56 ]また、ほとんどの有性生物が二元的な交配システムを使用する理由[ 57 ]や、一部の生物が配偶子の二形性を持つ理由も不明である。チャールズ・ダーウィンは、性選択が種分化を促進すると最初に提唱した人物であり、それがなければ複雑な生命はおそらく進化しなかっただろう。
地球上の生命は惑星の歴史の比較的早い時期に誕生したと考えられているが、多細胞生物から知能生物への進化には約8億年かかった。[ 58 ]地球上の文明は約1万2000年存在し、宇宙に届く無線通信はわずか100年余りしか存在していない。太陽系の年齢（約45億7000万年）に比べれば短い期間であり、その間には極端な気候変動、超巨大火山、巨大な隕石の衝突はなかった。これらの出来事は、知的生命体だけでなく、生命全般に深刻な被害を与えるだろう。例えば、西ヨーロッパほどの広範囲にわたる継続的な火山噴火によって引き起こされたペルム紀-三畳紀大量絶滅は、約2億5120万年前に既知の種の95%を絶滅させた。約6500万年前、メキシコのユカタン半島で白亜紀-古第三紀境界（約6550万年前）に発生したチクシュルーブ衝突は、大量絶滅を引き起こした。
以下の議論はクレイマー[ 59 ]から引用したものである。希土類方程式は、ドレイク方程式に対するウォードとブラウンリーの反論である。この方程式は以下を計算する。天の川銀河における複雑な生命体を持つ地球型惑星の数は以下の通りである。
どこ：
私たちは想定します希土類仮説は、以下に列挙する他の 9 つの希土類方程式因子（すべて分数）の積が 10 −10より大きくなく、おそらく 10 −12程度まで小さくなる可能性があると主張していると見なすことができる。後者の場合、0 または 1 のように小さい値になる可能性がある。ワードとブラウンリーは実際にその値を計算していない。なぜなら、以下の要素のかなりの部分の数値は推測するしかないからです。私たちが持っているデータポイントはたった一つ、つまり、大きな棒渦巻銀河の静かな郊外にあるG2型恒星を周回する岩石惑星である地球、そして私たちが知る唯一の知的生命体、すなわち私たち自身の故郷である地球だけなので、単純に推定することはできません。
ラマー、シェルフらは、地球型居住地（EH）を、複雑な生命の居住可能領域（HZCL）内にある岩石質の系外惑星で、少量のCO₂を含む地球型N₂-O₂優勢の大気が存在できるものと定義している。彼らは、天の川銀河におけるEHの最大数を次のように推定している。実際のEHの数はそれよりもはるかに少ない可能性がある。[ 61 ] [ 62 ] これにより、希土類方程式は次のようになる。
レアアース方程式は、ドレイク方程式とは異なり、複雑な生命が技術を発見する知的生命へと進化する確率を考慮に入れていない。バローとティプラーは、ピカイアなどの原始的なカンブリア紀の脊索動物からホモ・サピエンスへの進化の道は極めて起こりそうもない出来事であったという、生物学者の間での共通認識を概説している。例えば、人間の大きな脳は、代謝コストが高く、妊娠期間が長く、平均寿命の25%以上を占める幼少期を必要とするため、適応上の著しい不利がある。 [ 63 ]人間のその他の起こりそうもない特徴には、次のものがある。
レアアース仮説を支持する作家たち：
希土類元素仮説に対する反論は、様々な形で提示されている。
この仮説は、複雑な生命が稀なのは、地球のような惑星の表面、あるいは惑星の適切な衛星でしか進化できないからだと、おおよそ結論づけている。ジャック・コーエンなどの生物学者の中には、この仮定はあまりにも限定的で想像力に欠けると考えており、循環論法の一種だと見なしている者もいる。[ 72 ]
デイビッド・ダーリングによれば、希土類仮説は仮説でも予測でもなく、単に地球上で生命がどのように発生したかの説明にすぎない。[ 73 ]彼の見解では、ウォードとブラウンリーは自分たちの主張に最も都合の良い要因を選んだに過ぎない。
重要なのは、地球に何か異常な点があるかどうかではなく、宇宙のどの惑星にも何かしら特異な点があるということだ。重要なのは、地球の状況が異常であるだけでなく、複雑な生命にとって不可欠であるかどうかだ。今のところ、そのようなことを示唆するものは何も見つかっていない。[ 74 ]
太陽系外惑星の発見数は増加しており、2026年4月23日現在、 4,809の惑星系に6,416個の惑星が知られている。[ 76 ]希土類説の支持者は、潮汐固定とF7-K1の範囲外の電離放射線のため、太陽のような系以外では生命は発生しないと主張している。しかし、一部の宇宙生物学者は、この範囲外の恒星でも適切な条件下では生命が発生する可能性があると示唆している。この可能性は、これらの後期K型およびM型星がすべての水素燃焼星の約82%を占めるため、この仮説の中心的な論争点となっている。[ 77 ]
現在の技術では、重要な希土類基準のテストが制限されています。表面水、地殻プレート、大きな月、生命の痕跡は現在検出できません。地球サイズの惑星は検出や分類が難しいものの、科学者たちは現在、岩石惑星は太陽のような恒星の周りにありふれていると考えています。[ 78 ]質量、半径、温度の地球類似性指数（ESI）は測定手段を提供しますが、希土類基準のすべてを満たすものではありません。[ 79 ] [ 80 ]
レアアースの居住可能領域にある岩石惑星の推定値について、一部では（希土類方程式における）は制限が厳しすぎる。ジェームズ・キャスティングはティティウス・ボーデの法則を引用し、少なくとも1つの惑星がその中に公転する確率が50%ある場合、居住可能領域を狭いと表現するのは不適切だと主張している。[ 82 ] 2013年、ケプラー宇宙望遠鏡のデータを使用した天文学者たちは、G型星とK型星（太陽のような星と橙色矮星）の約5分の1が地球サイズまたはスーパーアースサイズの惑星を持つと予想されていると推定した。地球の1～2倍の直径）地球のような軌道に近い（0.25–4 F 🜨 ) [ 83 ]天の川銀河全体で約 88 億個になります。[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]
システムが保護惑星として木星型惑星を持つ必要があるという要件（希土類方程式の係数））は異議を唱えられ、提案されている絶滅事象の数に影響を与えている（希土類方程式係数）) キャスティングの 2001 年のレアアースのレビューでは、木星の保護が複雑な生命の発生に関係があるかどうか疑問を呈している。[ 87 ] 2005 年のNice モデルや 2007 年のNice 2 モデルを含むコンピューター モデル化では、木星の重力の影響と内惑星への衝突に関して決定的な結果が得られていない。[ 88 ]ホーナーとジョーンズ (2008) によるコンピューター シミュレーションを用いた研究では、太陽系内のすべての軌道天体への全体的な影響は不明であるが、木星は地球への衝突を防いだよりも多く引き起こしていることが判明した。[ 89 ]記録された歴史上他のどの彗星よりも地球に接近した 1770 年のニアミスであるレクセル彗星は、木星の重力の影響によって引き起こされたことが知られている。[ 90 ]
ウォードとブラウンリーは、複雑な生命が進化するためには（希土類方程式の要因））生物地球化学的サイクルを生成するには地殻変動が存在しなければならないとされ、そのような地質学的特徴は地球外には見られないと予測され、観測可能な山脈や沈み込みの欠如を指摘している。[ 92 ]しかし、地球上のプレートテクトニクスの進化については科学的な合意はない。地殻変動が最初に始まったのは約30億年前と考えられているが、[ 93 ]この時までに光合成と酸素化はすでに始まっていた。さらに、最近の研究では、プレートテクトニクスは断続的な惑星現象であり、生命はプレートテクトニクス状態ではなく「停滞蓋」の期間中に進化する可能性があると指摘されている。[ 94 ]
最近の証拠は、他の場所でも同様の活動が起こったか、または現在も続いていることを示唆している。たとえば、ワードとブラウンリーによって「山や火山がなく、火山活動がない」と記述された冥王星の地質[ 22 ]は、その後、有機分子[ 95 ]や、地球の山脈に匹敵する相対的な大きさのテンジン山脈やヒラリー山脈[ 96 ]を持つ地質学的に活発な表面であることが判明し、観測は内因性プロセスの関与を示唆している[ 97 ] 。プレートテクトニクスは火星の二分法の仮説として提案されており、2012年に地質学者のアン・インは火星の活発なプレートテクトニクスの証拠を提示した[ 98 ]。エウロパは長い間プレートテクトニクスがあると疑われており[ 99 ]、2014年にNASAは活発な沈み込みの証拠を発表した。[ 100 ]エウロパと同様に、木星最大の衛星ガニメデの表面の分析では、横ずれ断層と内因性の可能性のある表面物質から、そこでもプレートテクトニクスが起こっていることが示唆されている。[ 101 ] [ 102 ] 2017年、カロンの地質を研究している科学者たちは、冥王星最大の衛星でも氷のプレートテクトニクスが作用していることを確認した。[ 103 ] 2017年以降、金星の地球力学に関するいくつかの研究でも、金星の岩石圏は静的であるという見解に反して、実際にはプレートテクトニクスに似た活発なプロセスによって変形しているが、沈み込みは少ないことがわかっており、地球サイズの天体では地球力学は珍しい現象ではないことを示唆している。[ 104 ] [ 105 ]
カスティングは、放射性元素の助けがなくてもほとんどの惑星は内部熱を発生させるはずなので、大きな岩石惑星と表面に液体の水が存在することにプレートテクトニクスが発生することは何も異常ではないと示唆している。[ 87 ]バレンシア[ 106 ]とコーワン[ 107 ]の研究は、現在惑星系でより一般的であることがわかっている地球サイズまたはそれ以上の地球型惑星、つまりスーパーアースにとってプレートテクトニクスは避けられない可能性があることを示唆している。[ 108 ]
動物の生命に必要な分子状酸素は希少であり、大酸化イベント（希土類方程式因子））は地殻変動によってのみ引き起こされ、維持されたと考えられていたが、より最近の発見によって否定されたようだ。
ウォードとブラウンリーは、「侵食される大陸が存在しない世界で、酸素化、ひいては動物の出現が起こったことがあるだろうか」と問いかけている。[ 109 ]地球外の遊離酸素は、最近、水星[ 110 ]、金星[ 111 ] 、火星[ 112 ] 、木星の4つのガリレオ衛星[ 113 ]、土星の衛星エンケラドゥス[ 114 ] 、ディオネ[ 115 ] [ 116 ] 、レア[ 117 ]、さらには彗星の大気[118]など、他の固体天体の周囲でも検出されている。このことから、科学者たちは、光合成以外のプロセスが遊離酸素が豊富な環境を作り出すことができるかどうかを推測している。ワーズワース（2014）は、地球型系外惑星では光解離以外の方法で酸素が生成される可能性があり、実際には生命の偽陽性検出につながる可能性があると結論付けている。 [ 119 ]成田（2015）は、酸素大気を生成する地球化学的メカニズムとして二酸化チタンによる光触媒作用を提案している。[ 120 ]
ウォードとブラウンリーが「酸素は動物の生命にとって不可欠な要素であるという反論の余地のない証拠がある」と主張して以来[ 109 ] 、実際に酸素なしで代謝する嫌気性後生動物が発見されている。例えば、 2010年に地中海の海底にある高塩分無酸素のラタラント盆地で発見されたスピノロリクス・シンジエは、ミトコンドリアを持たず、代わりに水素小体を使用して水素で代謝しているようだ。[ 121 ] [ 122 ] 2015年以降に行われた、ミトコンドリア小器官を持たない真核生物の属であるモノセルコモノイデスの研究も重要で、この生物にはミトコンドリアが存在する兆候が全く見られない。[ 123 ]それ以降、特に寄生虫などの真核生物において、ミトコンドリアゲノムが完全に欠如していることが確認されており、例えばHenneguya zschokkeiでは 2020 年に発見されている。[ 124 ]これらの生物が使用する代替代謝経路に関するさらなる調査は、前提に対してさらなる問題を提示しているように思われる。
スティーブンソン（2015）は、酸素のない世界での複雑な生命のための他の膜の代替案を提案している。[ 125 ] 2017年、NASA宇宙生物学研究所の科学者たちは、大気に酸素がない土星の衛星タイタンでアゾトソームの形成に必要な化学的前提条件を発見した。 [ 126 ]シルマイスターとミルズによる独立した研究では、地球の多細胞生物は、大酸化イベントの結果としてではなく、それ以前に存在していたと結論付けられている。[ 127 ] [ 128 ]
NASAの科学者ハートマンとマッケイは、プレートテクトニクスは実際には酸素化の進行を遅らせ（したがって複雑な生命を促進するのではなく阻害する）可能性があると主張している。[ 129 ] 2014年にティルマン・スポーンが行ったコンピューターモデリングでは、地球のプレートテクトニクスは、レアアースが示唆するのとは逆で、複雑な生命の出現の影響から生じた可能性があることが判明した。岩石に対する地衣類の作用は、水の存在下で沈み込み帯の形成に寄与した可能性がある。[ 130 ]カスティングは、酸素化がカンブリア爆発を引き起こしたのであれば、酸素を生成する光合成を行う惑星には複雑な生命が存在するはずだと主張している。[ 131 ]
地球の磁場が複雑な生命の発達に重要であるかどうかは議論の的となっている。地球の磁場の起源は依然として謎のままであるが[ 132 ]、地球より大きい太陽系の惑星はすべて磁気圏を持っていることから、より大きな惑星質量を持つ天体では磁気圏の存在は比較的一般的であると思われる[ 133 ] 。月、ガニメデ、水星、火星などの地球型天体では、現在または過去の磁気活動の証拠が増えつつある[ 134 ] 。十分な測定がないため、現在の研究は、磁場強度を予測するために、2006年にオルソンとクリステンセンによって開発されたモデリング手法に大きく依存している[ 135 ] 。496個の惑星のサンプルを使用したこれらのモデルは、ケプラー186fが磁気圏を維持できる地球サイズの惑星の1つであると予測している（ただし、この惑星の周囲にそのような磁場が存在することは現在確認されていない）[ 135 ] 。しかし、最近の経験的証拠は、太陽系で見られるものよりもはるかに大きく強力な磁場の発生を示しており、その一部はこれらのモデルでは説明できない。[ 136 ] [ 137 ]
カスティングは、大気は磁極反転やスパッタリングによる大気消失の時期でも宇宙線から十分な保護を提供すると主張している。[ 87 ]カスティングはまた、既知の最古の磁気化石の年代を挙げて、真核生物の進化における磁場の役割を否定している。[ 138 ]
大きな月の要件（希土類方程式係数））も異議を唱えられています。たとえそれが必須であったとしても、そのような出来事は希土類仮説が予測するほど特異なものではないかもしれません。プリンストン大学のエドワード・ベルブルーノとJ・リチャード・ゴットの研究は、月を形成した可能性のある巨大衝突天体が実際に惑星トロヤ群点（L4またはL5ラグランジュ点）で形成される可能性があることを示唆しており、これは他の惑星系でも同様の状況が発生する可能性があることを意味します。[ 139 ]
月が地球の傾きと自転を安定させることが複雑な生命の必要条件であるという主張には疑問が呈されている。カスティングは、月のない地球でも複雑な生命に適した気候の生息地が存在すると主張し、月のない地球の自転速度を予測できるかどうか疑問を呈している。[ 87 ]巨大衝突仮説では、月の形成に伴って地球の自転速度が上昇し、1日が約5時間になったとされているが、月はそれ以来、この速度の大部分をゆっくりと「奪い」、地球の太陽日を約24時間に短縮し、現在もその状態が続いている。1億年後には地球の太陽日はおよそ24時間38分（火星の太陽日と同じ）になり、10億年後には30時間23分になる。より大きな二次天体は、それに比例して大きな潮汐力を及ぼし、それによって主天体の自転速度がさらに速く減速し、他のすべての点で地球のような惑星の太陽日が数十億年以内に120時間を超える可能性がある。この長い太陽日は、熱帯および亜熱帯の生物にとって、赤色矮星への潮汐固定と同様に、効果的な放熱を極めて困難にするだろう。短い日（高速回転）は、地表付近で高速の風を引き起こす。長い日（低速回転）は、昼夜の温度が極端になりすぎる。[ 140 ]
レアアースの支持者の多くは、月の潮汐力やテイアの影響（マントル効果の延長）がなければ、地球のプレートテクトニクスは存在しなかっただろうと主張している。[ 141 ] [ 142 ]月の潮汐の影響が地球のプレートテクトニクスを開始または維持したという仮説は証明されていないが、少なくとも1つの研究は月の形成との時間的相関を示唆している。[ 143 ]火星のような惑星[ 144 ]には大きな月がなかったかもしれないが、過去にプレートテクトニクスが存在したという証拠は、この主張に反するだろう。ただし、月が生命に関係する前にプレートテクトニクスはいずれにせよ消滅するかもしれない。[ 141 ] [ 142 ]カスティングは、プレートテクトニクスを開始するために大きな月は必要ないと主張している。[ 87 ]
希土類説の支持者は、単純な生命は一般的かもしれないが、複雑な生命が発生するには特定の環境条件が必要だと主張している。批判者は、生命が巨大ガス惑星の衛星で発生する可能性があると考えているが、生命が火山活動を必要とする場合はその可能性は低い。衛星には潮汐加熱を引き起こすストレスが必要だが、木星のイオで見られるほど劇的ではない。しかし、衛星は巨大ガス惑星の強い放射線帯の中にあり、生物多様性が定着する前に殺菌してしまう。ダーク・シュルツェ＝マクフはこの考えに異議を唱え、地球外生命の代替生化学を仮説として提唱している。[ 145 ]希土類説の支持者は、地球外の地下生息地には微生物の極限環境生物しか存在できないと主張しているが、複雑な生命もこれらの環境で発生する可能性があると主張する人もいる。極限環境生物の例としては、太陽系の外縁部でより一般的に見られるメタンハイドレート物質の海底に生息するヘシオカエカ・メタニコラ、宇宙の真空でも生存できるクマムシ[ 146 ] 、地殻の深さ3.6キロメートル（2.2マイル）の高圧、灼熱の温度、極めて低い酸素濃度の中で生息するハリケファロブス・メフィスト[ 147 ]などが、批評家によって「異質な」環境で繁栄できる複雑な生命体として挙げられることがある。ジル・ターターは、これらの種がこれらの環境で発生したのではなく、これらの環境に適応したという古典的な反論に対し、実際には知られていない生命の発生条件を想定することはできないと示唆することで反論している。[ 148 ]地球上で生命が誕生した可能性のある環境と類似した地下環境、例えばエウロパやエンケラドゥスの潮汐加熱された地下環境で複雑な生命が発生する可能性があるという示唆がある。 [ 149 ] [ 150 ]このような古代の周縁生態系は、地表の生物圏とは完全に独立して存在するリフティア・パキプティラのような地球上の複雑な生命を支えている。 [ 151 ]
木星の盾によってもたらされる長く平和な期間がなければ、地球上の知的生命体は決して定着できなかっただろう。
主なシミュレーション結果：[1]巨大惑星の離心率が大きい場合、高次の平均運動共鳴が存在する。[2]巨大惑星の質量が大きい場合、ハビタブルゾーン内でカオスが支配的なダイナミクスが発生する。
ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) メカニズムに似た潮汐サイクルは、DNA のようなポリマーのみを複製および増幅することができました。このメカニズムは、地球外生命の進化に対する制約を示唆しています。ここでは、より非公式に教えられています。Schombert , James. "Origin of Life" . University of Oregon . 2007 年10 月 31 日取得.
地球の広大な海洋を考えると、これらの初期のタンパク質が結合することは統計的に非常にありそうもないことです。解決策は、月の巨大な潮汐が内陸の潮だまりを作り出し、それが定期的に満たされて蒸発することで高濃度のアミノ酸が生成されたということです。
