Kas lumepalli planeedid saavad elu toetada?

Kunstniku kontseptsioon lumepalliplaneedist, mille pind on täielikult või peaaegu täielikult jääga kaetud. Pilt NASA / AGU / GeoSpace kaudu.

Kui on vaja otsida elu väljaspool päikesesüsteemi - vähemalt elu sellisena, nagu me seda teame -, kiputakse keskenduma eksoplaneetidele, mis pole liiga kuumad ega külmad. Nende tähe asustatavas tsoonis asuvatel kivistel planeetidel on parim võimalus, et nende pinnal oleks vett. Siiani on arvatud, et sarnased jääga kaetud maailmad on tõenäoliselt eluks liiga külmad. Kuid nüüd näitavad uued uuringud, et see ei pruugi alati nii olla, ja et mõnel neist planeetidest võib olla elamiskõlblikke maa-alasid.

Uued eelretsenseeritud leiud avaldati ajakirjas Journal of Geophysical Research Planets 18. juulil 2019.

Uuring keskendub lumepalliplaneetidele - kivistele planeetidele nagu Maa, mille ookeanid on külmunud -, mille teadlased olid arvatavasti eluks liiga külmad. Selliste maailmade pinnal poleks vedelat vett, vaid jää ja vähe maa-alasid.

Kuid uues uurimuses leitakse, et olukord ei pruugi alati nii kole olla, nagu Toronto ülikooli astronoom ja füüsik Adiv Paradise tõdes:

Teil on need planeedid, mida tavaliselt võite pidada elamiskõlbmatuks, ja see viitab sellele, et võib-olla võivad need olla.

Uue uuringu kohaselt võisid mõnel lumepalliplaneedil ekvaatori ümber siiski olla maismaad ja vesi. Pilt Gfycati kaudu.

Leiud viitavad sellele, et mõnel lumepalliplaneedil võiks siiski olla maa-ala ekvaatori lähedal, kus temperatuurid nendes piirkondades on piisavalt soojad, et muuta need elamiskõlblikumaks. Teadlased kasutasid arvutiprogrammi erinevate kliimamuutujate simuleerimiseks, arvestades selliseid tingimusi nagu saadav päikesevalgus ja maa-alade konfiguratsioon.

Nende teadlaste sõnul on üks peamisi muutujaid süsinikdioksiid. Nagu kliimamuutuste uuringutest teame, on süsinikdioksiid suurepärane planeedi atmosfääri kuumuse püüdmiseks. Kui seda on piisavalt, võib planeet jääda vedela vee jaoks piisavalt soojaks. Kuid kui seda gaasi on liiga vähe, külmub planeet. Marss on hea näide; selle atmosfäär koosneb peamiselt süsinikdioksiidist, kuid atmosfäär ise on liiga kuum, et palju soojust säilitada. Nüüd on planeet külm ja kuiv.

Arvatakse, et lumepalliplaneedid tekivad siis, kui süsihappegaasi tase nende atmosfääris langeb vihmasaju ja erosiooni tõttu liiga madalale. Sademetevesi imab süsinikdioksiidi, muutes selle süsihappeks. See hape reageerib kivimitega, lagundades süsihapet veelgi. Seejärel seostub see mineraalidega, mida kantakse ookeanidesse ja säilitatakse merepõhjades.

Graafik, mis kujutab vulkaanilise aktiivsuse tekitatud süsinikdioksiidi ning sademete hulgast eraldatud süsinikdioksiidi ja erosiooni suhet nii parasvöötme kui ka lumepalli kliimas. Kui vulkaaniline aktiivsus ja ilmastikutingimused tasakaalustavad üksteist, võivad planeedid takerduda lumepalli olekusse. Pilt AGU / GeoSpace kaudu.

Kui kogu või suurem osa süsinikdioksiidist on atmosfäärist eemaldatud, külmub planeet, muutudes lumepallide planeediks. Need planeedid oleksid nüüd oma pinnal täiesti külmad ja viljatud, mitte parimad kohad elu arendamiseks.

Kuid kui uus uuring on õige, on ka häid uudiseid.

Teadlased arvasid, et süsinikdioksiidi eemaldamine peatus lumepalli faasis, kuna kogu pinnavesi oleks külmunud. Kuid leiud näitavad, et mõned lumepalliplaneedid kaotavad süsinikdioksiidi ka pärast külmumist. Miks see hea on? See tähendab, et nendel planeetidel peaks veega veel olema külmunud maapinda ja aeg-ajalt sademeid, et jätkata atmosfääri süsinikdioksiidi eemaldamist.

Teadlased leidsid, et mandrite keskuste maismaad, külmunud ookeanidest eemal, võivad jääda vedela vee jaoks piisavalt soojaks. Temperatuur võib nendes piirkondades ulatuda üle 50 kraadi Fahrenheiti (10 kraadi Celsiuse järgi). Madalaim temperatuur, mida elu suudab paljuneda, on miinus 4 kraadi Fahrenheiti (miinus 20 kraadi).

Teine küsimus on see, kas planeedist saab lumepalli planeet, kas see jääb alati selliseks? Või kas see võib uuesti muutuda? Teadlased on teoretiseerinud, et tavaliselt väljuks mõni planeet lumepalli faasist, kui vulkaanide kaudu eralduks täiendavat süsinikdioksiidi. Arvatakse, et Maa ise on läbinud oma lumepalli planeedi faasid.

Uue uuringu kohaselt ei pruugi see ka alati tõsi olla. Teatud tingimustel võib planeet takerduda lumepalli planeedi olekusse. Kui ilmastiku mõjul eraldub atmosfäärist piisavalt süsinikdioksiidi, võib see tasakaalustada vulkaanide tekitatavat süsinikdioksiidi. Selle tulemusel ei sulaks planeet enam kunagi täielikult välja.

Teadlaste arvates on Maa ise oma eksistentsi jooksul läbinud vähemalt ühe kuni kolm lumepalli planeedi faasi. Selle kunstniku kontseptsioon kujutab seda 720 miljonit aastat tagasi. Pilt Mikkel Juul Jenseni kaudu / Spl / Cosmos / CNRS News.

Nende leidude peamine tagajärg on see, et piir, mida arvame elamiskõlblikuks planeediks ja mitte-elamiskõlblikuks planeediks, võib olla palju vähem selge, kui kord arvati. Nagu paradiis märkis:

Tegelikult leiame, et see rida on natuke hägune.

Samuti on veel üks võimalus kaaluda. Mis siis, kui planeedil oleks ookean pinnal külmunud, kuid selle all veel vedel? Meie päikesesüsteemis pole ühtegi sellist planeeti, kuid on ka kuusid. Eelkõige Europa ja Enceladus, millel on jääkooriga kaetud ülemaailmsed ookeanid. Mida rohkem me nende kohta teada saame, seda enam tundub, et nad on tõepoolest võimelised elu toetama. Mõlemad ookeanid näivad koostiselt sarnased Maa ookeanidega ja neil on piisavalt soojust, energiat ja keemilisi toitaineid. Me ei tea veel, kas mõlemas paigas tegelikult elu on, kuid väljavaated on paljulubavad.

Me ei tea, kui palju lumepalliplaneete seal väljas on, kuid juba teame, et Maa mõõtmetega ja suuremad kivised planeedid on meie galaktikas tavalised, tuginedes Kepleri kosmoseteleskoobi ja teiste teleskoopide leidudele. See iseenesest on mujal elu otsimisel paljutõotav. Ja nüüd näitavad selle uue uuringu tulemused, kuidas isegi kui mõned neist planeetidest on väga külmad, võivad nad siiski olla potentsiaalselt elamiskõlblikud.

Alumine rida: uued uuringud näitavad, et mõned külmunud lumepalliplaneedid võivad endiselt elu toetada.

Allikas: elamiskõlblikud lumepallid: mõõdukad maismaaolud, vedel vesi ja mõju CO2 ilmastikutingimustele

GeoSpace'i kaudu