Когато астрономите открият нова екзопланета, едно от първите съображения е дали планетата е в обитаемата зона или извън нея. Този етикет до голяма степен зависи от това дали температурата на планетата позволява или не течна вода. Но разбира се не е толкова просто. Ново проучване предполага, че замразените ледени светове с напълно замръзнали океани всъщност биха могли да имат обитаеми сухоземни площи, които остават обитаеми.
Новото проучване е публикувано в списанието за геофизични изследвания на AGU: Planets. Той се фокусира върху това как CO2 преминава през планетата и как влияе върху нейната температура. Заглавието е „Обитаеми снежни топки: умерени условия на земята, течна вода и последствия за СО2 Атмосферни влияния. "
Планета за снежна топка е планета, подобна на Земята, но с океаните, замръзнали чак до екватора. Той е отделен от ледниковия период, когато ледниците растат и полярните ледени покривки се разширяват, понякога стават дебели на няколко километра. В ледников период екваториалните океани остават без лед.
Но една снежна топка планетата е по-добре замразена от това. На снежна топка, всички океани са покрити с лед, включително всички екваториални океани. Учените смятат тези планети за обитаеми, тъй като на повърхността няма течна вода.
Земята е преживяла поне една и може би три фази на снежна топка в своята история. Животът издържа на тези фази, защото единствените форми на живот са били морските микроорганизми. Въпросът е, че когато гледаме екзопланета на снежна топка в обитаемата зона на нейната звезда, възможно ли е в края на краищата животът да оцелява?
Това ново изследване казва да, или поне може би.
Водещият автор на това ново изследване е Адив Парадайз, астроном и физик от Университета в Торонто, Канада. Paradise обобщава ситуацията кратко: „Имате тези планети, които традиционно бихте могли да считате за обитаеми и това <ново проучване> подсказва, че може би те могат да бъдат.“
„Ние знаем, че Земята е била обитаема чрез собствените си епизоди на снежна топка, защото животът се е появил преди нашите епизоди на снежна топка и животът е останал много далеч от нея“, казва Paradise в прессъобщение. „Но цял живот по това време беше в океаните ни. Няма нищо за земята. "
Paradise и останалата част от екипа искаха да проучат идеята, че дори на планетата със снежна топка някои сухопътни зони могат да останат животоподдържащи. Те използваха компютърни модели, за да симулират различни променливи на климата в теоретичните светове на снежната топка. Те коригираха конфигурацията на континентите, количеството слънчева светлина и други характеристики на техните теоретични светове за снежна топка. Те също така се фокусираха върху CO2.
CO2, разбира се, е парников газ. Това позволява на атмосферата на планетата да улавя топлина и може да помогне на планетата да бъде умерена. Не е достатъчно от него и една планета може да замръзне твърдо. Прекалено много и температурите могат да се покачат отвъд обхвата, който животът може да оцелее.
CO2 следва известен цикъл в живота на една планета. Количеството, което се запазва в атмосферата, зависи от валежите и ерозията. Водата при валежи абсорбира CO2 и го превръща във въглеродна киселина. След като е на повърхността на планетата, въглеродната киселина реагира със скали. Тези реакции разграждат въглеродната киселина и тя се свързва с минерали. В крайна сметка този въглерод си проправя път към океана и се съхранява на океанското дъно.
Но след като повърхността на планетата за снежна топка е замразена твърда, нищо от това не може да се случи. Отстраняването на CO2 от атмосферата спира мъртъв в следите си. Няма валежи и няма открита земя.
Но в симулациите си някои от моделираните им снежни топки планети продължиха да губят атмосферен CO2, дори след като замръзнаха. Това предполага две неща: трябва да има малко без лед земя и трябва да има валежи.
В някои от симулациите някои от планетите за снежна топка бяха по-топли от други. Сред тях някои от тях имаха сухоземни зони, които бяха достатъчно топли, за да продължи въглеродният цикъл: имаше и валежи, и открити скали. Тези незамръзнали райони се намираха в центъра на континентите, далеч от замръзналите океани. Някои температури в тези области достигнаха 10 Целзий (50 F.) Тъй като учените смятат, че животът все още може да продължи да се възпроизвежда при температури до -20 C (-4 F.), тогава тези открития проправят пътя на живота към оцеляват на планети за снежна топка, точно както стана по време на собствените фази на Земята на снежната топка.
Но изследването откри и нещо друго. При правилните условия (или не в правилните условия, ако искате да видите повече живот навън), една планета може да се хване във фаза на снежна топка и никога да не се измъкне от нея. Това също зависи от въглеродния цикъл.
Учените смятаха, че за вулканично активните планети ще има постепенно отделяне на CO2, отделен в скалите, и че с течение на времето ще затопли атмосферата, тъй като не може да бъде отстранен от валежи. Но ако изследването е правилно, тогава малко количество открита земя и дъждът, паднал върху нея, биха могли да балансират освободения CO2 и да поддържат планетата в състояние на почти снежна топка. Само малко количество земя някога ще бъде без лед. В този сценарий животът може да е малко вероятно.
Като цяло резултатите от това проучване показват колко сложни са планетите. Всяка от тях е в уникална ситуация, а предварителният етикет за обитаемо или нежилище е само отправна точка. Има огромен брой променливи, оформящи всяка екзопланета, която открием.
Безопасно е да се каже, че можем да изключим голям брой планети по отношение на обитаемостта. Горещите юпитери например изгарят планети с горещ газ и никога не могат да подкрепят каквато и да е форма на живот, която можем да предвидим.
Но за планетите в обитаемата зона или на границите, ние не сме в състояние да ги изключим, дори ако изглежда малко вероятно да поддържат живота.
Необходима е повече наука.
Източници:
- Прессъобщение: Изследването предполага, че замразените планети, подобни на Земята, биха могли да поддържат живота
- Документ за изследване: Обитаеми снежни топки: умерени условия на земята, течна вода и последствия за СО2 Ерозия
- Уикипедия: Снежна топка Земя
- Уикипедия: Криогенски период
