Изображение предоставлено NASA
Ученые считают, что наклон земной оси очень важен для поддержания жизни на нашей планете, но новое моделирование из Университета штата Пенсильвания, похоже, указывает на то, что жизнь может возникнуть на нашей планете, даже если она была сильно наклонена. Даже когда планета была наклонена выше нынешних 23 градусов на 54, 70 и 85 градусов, глобальный климат, осадки, снег и ледяной покров близко соответствовали сегодняшнему климату. Только когда не было никакого наклона, симуляция предсказывала более холодный мир, чем у нас - но все еще в значительной степени пригодный для жизни.
Эри, Па.? В научно-фантастических фильмах ужасная сила часто отталкивает Землю от своей оси и означает катастрофу для всей жизни на Земле. В действительности, по мнению исследователей из штата Пенсильвания, жизнь на Земле и на любых планетах, подобных Земле, была бы возможна, если бы наклон оси был больше, чем сейчас.
«У нас в настоящее время нет наблюдений за внесолнечными планетами, но я думаю, что в ближайшем будущем мы раскроем некоторые из этих маленьких планет». говорит доктор Даррен М. Уильямс, доцент кафедры физики и астрономии, Penn State Erie, Behrend College. «Вопрос перед нами, что они будут похожи? Будут ли они иметь луны? Каким будет их климат? Будут ли они объединяться с жизнью или жизнь будет редкостью?
«Я подозреваю, что на основе моделирования и нашей собственной солнечной системы, многие планеты, подобные Земле, будут иметь оси вращения, которые наклонены сильнее, чем ось Земли».
Уильямс, работающий с Дэвидом Поллардом, научным сотрудником в области наук о Земле в штате Пенсильвания, использовал климатические модели общей циркуляции для моделирования различных наклонов, уровней углекислого газа и планет. Они сообщили о своих выводах в Международном журнале астробиологии.
Исследователи впервые посмотрели на современную Землю с наклоном 23, 54, 70 и 85 градусов. Наклон Земли сегодня составляет около 23 градусов. Моделирование, которое имитировало сегодняшнюю Землю и наклон, близко соответствовало сегодняшнему климату, включая региональные модели осадков, снежный и ледяной покров и засуху.
«Наклоны, превышающие нынешние, дают глобальные среднегодовые температуры выше, чем нынешняя средняя температура Земли около 57 градусов по Фаренгейту». говорит Уильямс. Выше 54 градусов наклона наблюдается тенденция к снижению среднегодовой температуры по мере увеличения наклона.
Ученый из Пенсильванского государства объясняет, что это уменьшение происходит потому, что к северу от экватора на современной Земле существует больше земли. Среднегодовые температуры, однако, не лучший способ определить, пригодна ли планета для обитания, поскольку сезонные колебания температуры могут быть экстремальными.
Исследователи также смотрели на эти наклонные Земли с десятикратным выбросом углекислого газа в атмосферу. Углекислый газ как парниковый газ повышает температуру на планете. Эти модели производили Земли с среднегодовой температурой на 11-18 градусов по Фаренгейту.
Поскольку у всех планет не будет географии Земли, исследователи взяли страницу из истории Земли и смоделировали Землю на 750 миллионов лет, представляющую собой оледенение Стурта, и Землю на 540 миллионов лет, самое близкое приближение доступно для варангерского оледенения.
«Во время Sturtian, сухопутные массы были в основном экваториальными и сгруппированы в основном в пределах 30 градусов от экватора». говорит исследователь Penn State Erie. «В модели Varanger все близко к южному полюсу».
В то время как в настоящее время Земля составляет около 30 процентов суши и 70 процентов воды, эти древние регионы составляют около 22 процентов суши и 78 процентов воды.
«Самые высокие температуры и сезонные колебания происходят с самыми большими участками суши в средних и высоких широтах». говорит Уильямс.
Исследователи также запустили некоторые модели Земли с нулевым наклоном.
«Современная Земля - одна из самых необитаемых планет, которые мы моделировали» говорит Уильямс. «Приблизительно 8,7 процента поверхности Земли в среднем холоднее 14 градусов по Фаренгейту, и этот процент достигает максимума в 13,2 процента в феврале из-за больших массивов суши на высоких широтах, покрытых снегом».
Единственные планеты, которые холоднее сегодняшней Земли, - это планеты, моделируемые без наклона.
Симуляция Варангера с большей частью суши в южном полушарии является наиболее экстремальной: 15,6% поверхности ниже 14 градусов по Фаренгейту в июле и 9,3% поверхности выше 122 градусов по Фаренгейту в январе. В среднем, почти 28 процентов земной массы этой планеты необитаемы по земным меркам.
«Это моделирование предполагает, что планеты с большими полярными суперконтинентами или небольшими запасами воды будут наиболее проблематичными для жизни при большом наклоне». говорит Уильямс.
Ни одна из планет с повышенным наклоном не имела постоянных ледяных щитов вблизи экватора. Это, однако, не гарантирует, что мир пригоден для жизни, отмечают исследователи. Экстремальные температуры на большинстве моделируемых земель могут затруднить выживание для всех, кроме самых простых форм земной жизни. Крайности, вызванные тем, что наклон помещает большие части планеты в 24-часовую темноту или 24-часовой солнечный свет на длительные периоды, также будут препятствовать фотосинтезирующим организмам.
Исследователи предполагают, что даже при высоком наклоне жизнь может существовать на планетах, которые они моделировали.
«При условии, что жизнь не занимает континентальные поверхности, подверженные сезонным воздействиям самой высокой температуры, эти планеты могут поддерживать более продвинутую жизнь». Исследователи говорят. «В то время как в таких мирах климат сильно отличается от земного, многие из них по-прежнему будут подходить как для простых, так и для продвинутых форм водозависимой жизни».
Таким образом, нет причин исключать подобные Земле планеты с большим наклоном, чем Земля, из будущих поисков жизни за пределами Солнечной системы.
«У нас есть одна планета, и у нас много видов на этой планете, но это только одна точка данных» говорит Уильямс. «Может быть, однажды мы выясним все о жизни на нашей собственной планете, но не там, где возможно, где-то еще».
Национальный научный фонд поддержал эту работу.
Первоначальный источник: пресс-релиз Университета штата Пенсильвания
