Коли астрономи виявляють нову екзопланету, одним із перших міркувань є те, чи перебуває планета в зоні заселення або поза нею. Ця мітка багато в чому залежить від того, чи дозволяє температура планети рідкої води чи ні. Але, звичайно, це не так просто. Нове дослідження свідчить про те, що замерзлі, крижані світи з повністю замерзлими океанами насправді могли б мати приземні ділянки, що залишаються для проживання.
Нове дослідження було опубліковане в Журналі геофізичних досліджень AGU: Планети. Він фокусується на тому, як CO2 проходить через планету та як впливає на її температуру. Назва "Придатні снігові кульки: помірні умови угіддя, рідка вода та наслідки для СО2 Вивітрювання. "
Планета сніжних кульок - це планета, схожа на Землю, але з замерзлими океанами аж до екватора. Це окремо від льодовикового періоду, коли льодовики ростуть і полярні крижані аркуші розширюються, іноді стаючи товщиною кілька кілометрів. В епоху льоду екваторіальні океани залишаються вільними від льоду.
Але планета сніжного кулі більш ретельно замерзла. На сніговій кулі планети всі океани вкриті льодом, включаючи будь-який екваторіальний океан. Вчені вважали ці планети мешкаючими, оскільки на поверхні немає рідкої води.
Земля пережила принаймні одну, а може, і три фази снігової кулі за свою історію. Життя пережило ці фази, оскільки єдиними життєвими формами були морські мікроорганізми. Тож питання полягає в тому, що коли ми дивимось екзопланети снігової кулі в зоні проживання її зірки, чи можливо, що життя виживе там?
Це нове дослідження говорить так, або, принаймні, можливо.
Головний автор цього нового дослідження - Адід Парадайз, астроном та фізик з університету Торонто, Канада. Paradise коротко резюмує ситуацію: "У вас є ці планети, які традиційно можна вважати непридатними для життя, і це <нове дослідження> дозволяє припустити, що вони можуть бути".
"Ми знаємо, що Земля була заселена за допомогою власних епізодів сніжних кульок, тому що життя виникло до наших епізодів снігової кулі, і життя залишилося далеко поза нею", - сказав Парадайс у прес-релізі. «Але все наше життя в той час було в наших океанах. Про землю нічого немає ».
Парадайз та інша частина команди хотіли дослідити ідею, що навіть на планеті снігової кулі деякі земельні ділянки можуть залишатися життєзабезпечними. Вони використовували комп'ютерні моделі для моделювання різних змінних клімату в теоретичних світах снігових кульок. Вони відкоригували конфігурацію материків, кількість сонячного світла та інші характеристики їхніх теоретичних світів. Вони також зосередилися на CO2.
CO2, звичайно, парниковий газ. Це дозволяє атмосфері планети захоплювати тепло, і може допомогти зберегти планету помірною. Мало цього, і планета може замерзнути твердим. Занадто багато, а температура може злетіти за межі діапазону, який може вижити життя.
СО2 слід за відомим циклом життя планети. Кількість, яка зберігається в атмосфері, залежить від опадів та ерозії. Вода в опади поглинає СО2 і перетворює його на вуглекислоту. Коли вона знаходиться на поверхні планети, вуглекисла кислота реагує з гірськими породами. Ці реакції розщеплюють вуглекислоту, і вона пов'язується з мінералами. Врешті-решт, цей вуглець пробивається до океану і зберігається на океанському дні.
Але як тільки поверхня планети снігового кулі застигне твердою, нічого з цього не може статися. Виведення СО2 з атмосфери зупиняється мертвим у своїх слідах. Немає опадів і не відкривається землі.
Але в своїх моделюваннях деякі з модельованих сніговими кулями планет продовжували втрачати атмосферний CO2 навіть після того, як вони замерзли. Це означає дві речі: повинна бути якась ожеледиця, і повинна бути якась кількість опадів.
У деяких моделюваннях деякі планети снігової кулі були теплішими за інші. Серед них деякі з них мали земельні ділянки, які залишалися достатньо теплими, щоб цикл вуглецю продовжувався: були і опади, і відкриті скелі. Ці незамерзлі райони знаходилися в центрі материків, далеко від замерзлих океанів. Деякі температури в цих областях досягають 10 градусів Цельсія (50 Ф.). Оскільки вчені вважають, що життя все ще може відтворюватися при температурі від -20 ° С (-4 ° F), то ці дані відкривають шлях до життя виживати на планетах сніжних кульок, так, як це робилося під час власних фаз (і) Земної кулі.
Але дослідження виявило і щось інше. При правильних умовах (чи не в правильних умовах, якщо ви хочете побачити більше життя там), планета може потрапити в пастку снігової фази і ніколи не виїжджати з неї. Це теж залежить від циклу вуглецю.
Вчені думали, що для вулканічно активних планет буде поступовий викид CO2, що виділяється в скелях, і що з часом він нагріє атмосферу, оскільки його не вдасться усунути опадами. Але якщо дослідження буде правильним, то невелика кількість оголених земель і дощ, що падає на нього, можуть збалансувати викинутий CO2 і утримати планету у вічному майже сніговому кулі. Лише невелика кількість землі ніколи не буде ожеледицею. У такому сценарії життя може бути малоймовірним.
Загалом результати цього дослідження показують, наскільки складні планети. Кожна з них знаходиться в унікальній ситуації, і попередня марка заселених або нежитлових приміщень є лише відправною точкою. Існує величезна кількість змінних, що формують кожну виявлену нам екзопланети.
Можна з упевненістю сказати, що ми можемо виключити велику кількість планет з точки зору заселеності. Наприклад, гарячі Юпітери палють планети гарячого газу, і ніколи не можуть підтримувати будь-яку форму життя, яку ми можемо передбачити.
Але для планет в заселеній зоні або на кордонах ми не в змозі їх виключити, навіть якщо вони здаються навряд чи підтримкою життя.
Потрібно більше науки.
Джерела:
- Прес-реліз: Дослідження припускає, що заморожені планети, схожі на Землю, могли б підтримувати життя
- Дослідницька робота: Придатні снігові кулі: помірні умови угіддя, рідка вода та наслідки для СО2 Вивітрювання
- Вікіпедія: Земля сніжних кульок
- Вікіпедія: Кріогенський період
