Когда астрономы обнаруживают новую экзопланету, одним из первых соображений является то, находится ли планета в обитаемой зоне или за ее пределами. Эта метка в значительной степени зависит от того, допускает ли температура планеты жидкую воду. Но, конечно, не все так просто. Новое исследование предполагает, что замороженные, ледяные миры с полностью замороженными океанами могут иметь пригодные для жизни участки земли, пригодные для жизни.
Новое исследование было опубликовано в Журнале геофизических исследований: планеты. Основное внимание уделяется тому, как CO2 циркулирует по планете и как влияет на температуру планеты. Заголовок «Жилые снежки: умеренные условия, жидкая вода и последствия для СО».2 Выветривание «.
Планета снежного кома - это планета, похожая на Землю, но океаны, замерзшие до экватора. Он отделен от ледникового периода, когда ледники растут и полярные ледяные щиты расширяются, иногда становясь толщиной в несколько километров. В ледниковый период экваториальные океаны остаются свободными ото льда.
Но планета снежного кома более тщательно заморожена. На планете снежный ком все океаны покрыты льдом, включая любые экваториальные океаны. Ученые считают, что эти планеты пригодны для обитания, потому что на поверхности нет жидкой воды.
Земля пережила как минимум одну, а может быть и три фазы снежного кома в своей истории. Жизнь пережила эти фазы, потому что единственными формами жизни были морские микроорганизмы. Итак, вопрос в том, когда мы смотрим на экзопланету снежного кома в обитаемой зоне его звезды, возможно ли, что жизнь там выживет, в конце концов?
Это новое исследование говорит да, или, по крайней мере, может быть.
Ведущий автор этого нового исследования - Adiv Paradise, астроном и физик из Университета Торонто, Канада. Рай резюмирует ситуацию кратко: «У вас есть эти планеты, которые вы традиционно считаете непригодными для жизни, и это <новое исследование> предполагает, что, возможно, они могут быть».
«Мы знаем, что Земля была пригодной для жизни в собственных снежных эпизодах, потому что жизнь возникла до наших снежных эпизодов, а жизнь оставалась далеко позади», - говорится в пресс-релизе Paradise. «Но тогда вся наша жизнь была в наших океанах. Там нет ничего о земле.
Рай и остальная часть команды хотели исследовать идею, что даже на планете снежного кома некоторые земельные участки могут оставаться жизнеобеспечивающими. Они использовали компьютерные модели для моделирования различных климатических переменных в теоретических снежных мирах. Они скорректировали конфигурацию континентов, количество солнечного света и другие характеристики своих теоретических снежных миров. Они также сосредоточены на CO2.
СО2, конечно, является парниковым газом. Это позволяет атмосфере планеты удерживать тепло, и это может помочь сохранить планету умеренной. Этого недостаточно, и планета может замерзнуть. Слишком много, и температура может взлететь за пределы диапазона, в котором жизнь может выжить.
CO2 следует за известным циклом в жизни планеты. Количество, которое сохраняется в атмосфере, зависит от количества осадков и эрозии. Вода в осадках поглощает CO2 и превращает его в углекислоту. Оказавшись на поверхности планеты, углекислота вступает в реакцию с камнями. Эти реакции разрушают углекислоту, и она связывается с минералами. В конце концов этот углерод попадает в океан и накапливается на дне океана.
Но как только поверхность планеты в виде снежного кома замерзнет, ничего этого не произойдет. Удаление CO2 из атмосферы останавливается на месте. Там нет осадков, и нет открытых земель.
Но при их моделировании некоторые из их смоделированных планет снежного кома продолжали терять атмосферный CO2 даже после того, как они замерзли. Это подразумевает две вещи: должна быть некоторая свободная ото льда земля и должно быть некоторое количество осадков.
В некоторых симуляциях некоторые планеты снежного кома были теплее, чем другие. Среди них некоторые из них имели участки земли, которые оставались достаточно теплыми для продолжения углеродного цикла: были и осадки, и обнаженные породы. Эти незамерзшие районы находились в центре континентов, далеко от замерзших океанов. Некоторые температуры в этих областях достигли 10 градусов Цельсия (50 градусов по Фаренгейту). Поскольку ученые считают, что жизнь все еще может продолжать размножаться при температурах до -20 градусов Цельсия (-4 градуса по Фаренгейту), эти результаты открывают путь к жизни. выжить на планетах снежного кома, так же, как это было во время собственных фаз снежного кома Земли.
Но исследование также нашло кое-что еще. При правильных условиях (или не при правильных условиях, если вы хотите увидеть больше жизни там), планета может оказаться в ловушке в фазе снежного кома и никогда не выходить из нее. Это все до углеродного цикла тоже.
Ученые думали, что для вулканически активных планет будет происходить постепенное выделение CO2, секвестрируемого в горных породах, и что со временем он будет нагревать атмосферу, поскольку он не может быть удален дождевыми осадками. Но если исследования там верны, то небольшое количество открытой земли и падающий на нее дождь могут уравновесить высвобожденный CO2 и удержать планету в состоянии постоянного снежного кома. Только небольшое количество земли будет когда-либо безо льда. В этом случае жизнь может быть маловероятной.
В целом результаты этого исследования показывают, насколько сложные планеты. Каждый из них находится в уникальной ситуации, и предварительная маркировка пригодного для жилья или непригодного для жилья является лишь отправной точкой. Существует огромное количество переменных, формирующих каждую экзопланету, которую мы обнаруживаем.
Можно с уверенностью сказать, что мы можем исключить большое количество планет с точки зрения обитаемости. Горячие Юпитеры, например, обжигают горячие газовые планеты и никогда не смогут поддерживать какую-либо форму жизни, которую мы можем себе представить.
Но для планет в обитаемой зоне или на границах мы не можем их исключить, даже если кажется, что они вряд ли поддержат жизнь.
Нужно больше науки.
Источники:
- Пресс-релиз: Исследование предполагает, что замороженные планеты, подобные Земле, могут поддерживать жизнь
- Научно-исследовательская работа: обитаемые снежные комья: умеренные условия земли, жидкая вода и последствия для СО2 выветривание
- Википедия: Снежок Земля
- Википедия: Криогенный период
