Ko astronomi odkrijejo nov eksoplanet, je eden od prvih premislekov, ali je planet v bivalnem območju ali zunaj njega. Ta oznaka je v veliki meri odvisna od tega, ali temperatura planeta dovoljuje tekočo vodo ali ne. Ampak seveda ni tako preprosto. Nova študija kaže, da bi lahko zamrznjeni, ledeni svetovi s popolnoma zmrznjenimi oceani dejansko imeli bivalna območja, ki so še vedno primerna za bivanje.
Nova študija je bila objavljena v AGU's Journal of Geophysical Research: Planets. Osredotoča se na to, kako CO2 kroži skozi planet in kako vpliva na temperaturo planeta. Naslov je ' Bivalne snežne kepe: zmerne razmere na kopnem, tekoča voda in posledice za CO 2 Vremenske razmere .'
Planet snežne kepe je planet, podoben Zemlji, vendar z zamrznjenimi oceani vse do ekvatorja. Ločeno je od ledene dobe, ko rastejo ledeniki in se širijo polarne ledene plošče, ki včasih postanejo debele več kilometrov. V ledeni dobi ekvatorialni oceani ostanejo brez ledu.
Toda planet snežne kepe je bolj temeljito zamrznjen kot to. Na planetu snežne kepe so vsi oceani pokriti z ledom, vključno z vsemi ekvatorialnimi oceani. Znanstveniki menijo, da so ti planeti primerni za bivanje, saj na površini ni tekoče vode.
Zemlja je doživela vsaj eno in morda celo tri faze snežne kepe v svoji zgodovini. Življenje je prestalo te faze, ker so bili edina življenjska oblika morski mikroorganizmi. Vprašanje je torej, ali je mogoče, da navsezadnje tam preživi življenje, ko pogledamo eksoplanet snežne kepe v bivalnem območju njegove zvezde?
Kriogensko obdobje je vsebovalo dve najbolj ekstremni ledeni dobi na Zemlji. Okoli tega je nekaj znanstvenih polemik, ker potekajo razprave o tem, ali je bila Zemlja snežna kepa v kateri koli od teh ekstremnih ledenih dob ali je neka zemlja ostala brez ledu. Vsekakor se je življenje v oceanih pojavilo pred kriogenskim obdobjem in ga tudi preživelo. Zasluge slike: Wikipedia.
Ta nova raziskava pravi da, ali vsaj morda.
Glavni avtor te nove študije je Adiv Paradise, astronom in fizik z univerze v Torontu v Kanadi. Paradise jedrnato povzame situacijo: »Imate te planete, za katere tradicionalno morda menite, da niso primerni za bivanje, in to nakazuje, da bi morda lahko bili.«
'Vemo, da je bila Zemlja primerna za bivanje skozi svoje lastne snežne kepe, ker se je življenje pojavilo pred našimi snežnimi kepami in življenje je ostalo že dolgo mimo,' je dejal Paradise v izjava za javnost . »Toda vse naše življenje je bilo takrat v naših oceanih. Nič ni o zemlji.'
Paradise in preostala ekipa sta želela raziskati idejo, da bi lahko celo na planetu snežne kepe nekatera kopenska območja ostala življenjska. Uporabili so računalniške modele za simulacijo različnih podnebnih spremenljivk na teoretičnih svetovih snežne kepe. Prilagodili so konfiguracijo celin, količino sončne svetlobe in druge značilnosti svojih teoretičnih svetov snežne kepe. Osredotočili so se tudi na CO2.
CO2 je seveda toplogredni plin. Omogoča, da atmosfera planeta ujame toploto in lahko pomaga ohranjati zmeren planet. Ni ga dovolj in planet lahko zmrzne. Preveč in temperature lahko presežejo območje, ki ga življenje lahko preživi.
Diagram ogljikovega cikla. Zasluge za sliko: NASA Earth Observatory.
CO2 sledi a znan cikel v življenju planeta. Količina, ki ostane v ozračju, je odvisna od količine padavin in erozije. Voda v padavinah absorbira CO2 in ga spremeni v ogljikovo kislino. Ko je na površini planeta, ogljikova kislina reagira s kamninami. Te reakcije razgradijo ogljikovo kislino in se veže z minerali. Sčasoma se ta ogljik prebije v ocean in se shrani na oceanskem dnu.
Ko pa je površina planeta snežne kepe trdno zamrznjena, se nič od tega ne more zgoditi. Odstranjevanje CO2 iz ozračja se ustavi. Ni padavin in ni izpostavljenih zemljišč.
Toda v njihovih simulacijah so nekateri njihovi modelirani planeti snežne kepe izgubljali atmosferski CO2 tudi potem, ko so zmrznili. To pomeni dve stvari: mora biti nekaj zemlje brez ledu in mora biti nekaj padavin.
Ta graf prikazuje razmerje med ogljikovim dioksidom, ki nastane zaradi vulkanske dejavnosti, in ogljikovim dioksidom, odstranjenim iz padavin in erozije za zmerno in snežno podnebje. Planeti se zataknejo v stanju snežne kepe, ko se vulkanska aktivnost in vremenske razmere medsebojno uravnotežijo. Zasluge: AGU
V nekaterih simulacijah so bili nekateri planeti snežne kepe toplejši od drugih. Med temi so nekateri od njih imeli kopenska območja, ki so ostala dovolj topla za nadaljevanje cikla ogljika: padale so bile tako padavine kot izpostavljene kamnine. Ta nezamrznjena območja so bila v središču celin, daleč od zamrznjenih oceanov. Nekatere temperature na teh območjih so dosegle celo 10 Celzija (50 F.). Ker znanstveniki menijo, da se življenje še vedno lahko razmnožuje pri temperaturah do -20 C (-4 F.), potem te ugotovitve utirajo pot življenju v preživeti na planetih snežne kepe, tako kot med Zemljinimi lastnimi fazami snežne kepe.
Toda študija je odkrila tudi nekaj drugega. Pod pravimi pogoji (ali ne pravimi, če bi radi videli več življenja tam zunaj) se lahko planet ujame v fazi snežne kepe in se nikoli ne premakne iz nje. To je vse odvisno od ogljikov cikel tudi .
Znanstveniki so mislili, da bi pri vulkansko aktivnih planetih prišlo do postopnega sproščanja CO2, sekvestranega v kamninah, in da bo sčasoma segrel ozračje, saj ga ni mogoče odstraniti z padavinami. Toda če je študija pravilna, bi lahko majhna količina izpostavljenega zemljišča in dež, ki pada nanjo, uravnotežila sproščeni CO2 in ohranila planet v večnem stanju skoraj snežne kepe. Le majhna količina zemlje bi bila brez ledu. V tem scenariju je življenje malo verjetno.
Serija ilustracij, ki prikazujejo, kako je Zemlja morda postala planet snežne kepe. Avtor slike: NASA
Na splošno rezultati te študije kažejo, kako kompleksni so planeti. Vsak je v edinstveni situaciji in predhodna oznaka bivalnega ali nebivalnega je le izhodišče. Obstaja ogromno spremenljivk, ki oblikujejo vsak eksoplanet, ki ga odkrijemo.
Varno je reči, da lahko izključimo veliko število planetov v smislu bivanja. Vroči Jupiterji , na primer, vroče plinaste planete in nikoli ne morejo podpirati nobene oblike življenja, ki si jo lahko zamislimo.
Toda za planete v bivalnem območju ali na mejah jih ne moremo izključiti, tudi če se zdi malo verjetno, da podpirajo življenje.
Potrebno je več znanosti.
Viri:
- Izjava za javnost: Študija kaže, da bi lahko zamrznjeni Zemlji podobni planeti podpirali življenje
- Raziskovalna naloga: Bivalne snežne kepe: zmerne razmere na kopnem, tekoča voda in posledice za CO 2 Vremenske razmere
- Wikipedija: Snežna kepa Zemlja
- Wikipedija: Kriogensko obdobje