Астрономия без телескоп - така че защо не екзоокеани?

Pin
Send
Share
Send

Е, не само до 25% от звездите, подобни на Слънце, имат планети, подобни на Земята - но ако са в правилната температурна зона, очевидно е почти сигурно, че имат океани. Сегашното мислене е, че океаните на Земята са се образували от натрупания материал, който е изградил планетата, вместо да бъдат доставяни от комети по-късно. От това разбиране можем да започнем да моделираме вероятността подобен изход да се случи на скалисти екзопланети около други звезди.

Ако приемем, че планетите, подобни на земя, наистина са често срещани - със силикатна мантия, заобикаляща метална сърцевина - тогава можем да очакваме, че водата може да се изхвърли върху повърхността им по време на последните етапи на охлаждане с магма - или по друг начин да се изгори като пара, която след това се охлажда да падне обратно на повърхността като дъжд. Оттам, ако планетата е достатъчно голяма, за да задържи гравитационно плътна атмосфера и се намира в температурната зона, където водата може да остане течна, тогава ще си направите екзоокеан.

Можем да предположим, че прахът облак, който се превърна в Слънчевата система, имаше много вода в него, като се има предвид колко остава в оставените съставки на комети, астероиди и други подобни. Когато Слънцето запали част от тази вода, може да е фотодисоциирано или по друг начин да издуха от вътрешната слънчева система. Обаче хладните скални материали изглеждат силно склонни да задържат вода - и по този начин биха могли да запазят водата на разположение за формиране на планети.

Метеоритите от диференцирани обекти (т.е. планети или по-малки тела, които са се диференцирали така, че докато са в разтопено състояние, тежките им елементи са потънали до сърцевина, измествайки по-леки елементи нагоре) имат около 3% водно съдържание - докато някои недиференцирани обекти (като въглеродни астероиди) ) може да има повече от 20% водно съдържание.

Смесете тези материали заедно в сценарий за формиране на планетата и материалите, компресирани в центъра, стават горещи, причинявайки натрупване на летливи вещества като въглероден диоксид и вода. В ранните етапи на формиране на планетата голяма част от това гасене може да е загубено в космоса - но когато обектът се приближи до размера на планетата, неговата гравитация може да задържи отпадналия материал на място като атмосфера. И въпреки газовата гореща магма все още може да запази съдържанието на вода - само изхвърляйки я в последните етапи на охлаждане и втвърдяване, за да образува планетна кора.

Математическото моделиране предполага, че ако планетите се акредитират от материали с 1 до 3% водно съдържание, течната вода вероятно изхвърля върху повърхността им в последните етапи от формирането на планетата - постепенно се движи нагоре, тъй като земната кора се втвърдява отдолу нагоре.

В противен случай и дори да започнете с съдържание на вода едва 0,01%, планетите, подобни на Земята, все още ще генерират изпарена атмосфера на пара, която впоследствие ще се вали като течна вода при охлаждане.

Ако този модел за формиране на океан е правилен, може да се очаква, че скалистите екзопланети от 0,5 до 5 земни маси, които се формират от приблизително еквивалентен набор от съставки, вероятно ще образуват океани в рамките на 100 милиона години от първичното натрупване.

Този модел се вписва добре с откриването на кристали на циркон в Западна Австралия - които са датирани на 4.4 милиарда години и предполагат, че течната вода е присъствала толкова отдавна - въпреки че това предхожда късното тежко бомбардиране (преди 4.1 до 3.8 милиарда години), което може да отново са изпратили цялата тази вода в парна атмосфера.

Понастоящем не се мисли, че морковите от външната Слънчева система - които може да са били пренесени на Земята като комети - биха могли да допринесат повече от около 10% от настоящото водно съдържание на Земята - тъй като към днешна дата измерванията сочат, че льодовете във външната Слънчева система имат значително по-високи нива на деутерий (т.е. тежка вода), отколкото виждаме на Земята.

Допълнителна информация: Елкинс-Тантон, Л. Образуване на ранни водни океани на скалистите планети.

Pin
Send
Share
Send