Могат ли планетите със снежни топки да поддържат живота?

Бяла, покрита с лед планета с няколко тесни, неправилни тъмни ивици.

Концепцията на художника за планета със снежна топка, с нейната повърхност изцяло или почти изцяло покрита с лед. Изображение чрез НАСА/AGU/GeoSpace.


Когато става въпрос за търсене на живот извън Слънчевата система - поне животът, какъвто го познаваме - фокусът е склонен да бъдеекзопланетикоито не са нито прекалено горещи, нито твърде студени. Скалисти планети в звездите сиобитаема зонаимат най -голям шанс да има вода по повърхностите си. Досега се смяташе, че подобни светове, покрити с лед, вероятно биха били твърде студени за живота. Но сега ново изследване показва, че не винаги е така и че някои от тези планети биха могли да го иматобитаеми земи.

Новоторецензиранконстатации бяхапубликуванивJournal of Geophysical Research Planetsна 18 юли 2019 г.


Изследването се фокусира върху планети със снежни топки - скалисти планети като Земята със замръзнали океани - за които учените смятат, че са твърде студени за живота. Такива светове няма да имат течна вода на повърхността си, само лед и почти никакви земни площи.

Но новото изследване установява, че ситуацията в крайна сметка не винаги може да бъде толкова ужасна, кактоАдивският рай, астроном и физик от Университета в Торонто, заяви:

Имате тези планети, които традиционно бихте могли да считате за необитаеми и това предполага, че може би те могат да бъдат.

Бяла планета с широка синя ивица вода на екватора с тен на сушата в нея.

Според новото проучване някои планети със снежни топки все още биха могли да имат земни площи и вода около екваторите си. Изображение чрезGfycat.




Констатациите показват, че някои планети със снежни топки все още могат да имат земни площи близо до екваторите си, като температурите в тези региони са достатъчно топли, за да ги направят по -обитаеми. Изследователите са използвали компютърна програма, за да симулират различни климатични променливи, отчитайки условия като количеството налична слънчева светлина и конфигурацията на земните площи.

Според тези учени една от ключовите променливи е въглеродният диоксид. Както знаем от проучванията на изменението на климата, въглеродният диоксид е чудесен за улавяне на топлината в атмосферата на планетата. Когато има достатъчно, една планета може да остане достатъчно топла за течна вода. Но ако има твърде малко този газ, планета ще замръзне. Марс е добър пример; атмосферата му се състои предимно от въглероден диоксид, но самата атмосфера е твърде тънка, за да задържа много топлина. Така че сега планетата е студена и суха.

Смята се, че планетите със снежни топки се образуват, когато нивото на въглероден диоксид в атмосферата им падне твърде ниско поради валежите и ерозията. Водата от валежите абсорбира въглеродния диоксид, превръщайки го вкарбонова киселина. Тази киселина реагира с камъни, разграждайки въглеродната киселина още повече. След това се свързва с минерали, които се пренасят в океаните и се съхраняват в морските дъна.

Графика с нарастваща пунктирана линия, пресичаща се с издигаща се права линия, маркирани области.

Графика, изобразяваща връзката между въглеродния диоксид, произведен от вулканична дейност, и въглеродния диоксид, отстранен от валежите и ерозията както за умерения климат, така и за снежния климат. Планетите могат да заседнат в състояние на снежна топка, когато вулканичната активност и скоростта на атмосферни влияния се балансират. Изображение чрезAGU/GeoSpace.


Когато целият или по -голямата част от въглеродния диоксид бъде отстранен от атмосферата, планетата ще замръзне, превръщайки се в планета със снежна топка. Тези планети сега биха били напълно студени и безплодни на повърхността си, а не най -добрите места за развитие на живота.

Но ако новото проучване е правилно, има някои добри новини.

Учените са смятали, че отстраняването на въглеродния диоксид е спряло по време на фазата на снежната топка, тъй като всички повърхностни води ще бъдат замразени. Констатациите обаче показват, че някои планети със снежни топки ще продължат да губят въглероден диоксид, след като са замръзнали. Защо това е добре? Това означава, че тези планети ще трябва да имат все още незамръзнала земя и от време на време валежи, за да може водата да продължи да отстранява въглеродния диоксид от атмосферата.

Изследователите установяват, че сухоземните зони в центровете на континентите, далеч от замръзналите океани, могат да останат достатъчно топли за течна вода. Температурите в тези региони могат да достигнат над 50 градуса по Фаренхайт (10 градуса по Целзий). Най -ниската температура, която животът, какъвто познаваме, може да възпроизведе, е минус 4 градуса по Фаренхайт (минус 20 градуса по Целзий).


Друг е въпросът, ако планетата се превърне в планета със снежна топка, винаги ли остава такава? Или може да се промени отново? Учените са теоретизирали, че обикновено планетата в крайна сметка ще излезе от фазата на снежната топка, ако допълнителен въглероден диоксид се освободи чрез вулкани.Самата Земясе смята, че е преминал през собствените си фази на планетата със снежни топки.

Това обаче не винаги е вярно, според новото проучване. При определени условия планета може да заседне в състояние на планета със снежна топка. Ако достатъчно количество въглероден диоксид продължи да се отстранява от атмосферата чрез атмосферни влияния, това би могло да балансира въглеродния диоксид, излъчван от вулканите. В резултат на това планетата никога повече няма да се размрази напълно.

Изцяло бяла планета с покрити с лед континенти в твърди ледени морета.

Учените смятат, че самата Земя е преминала през поне една до три фази на снежна топка по време на своето съществуване. Концепцията на този художник го изобразява преди 720 милиона години. Изображение чрез Mikkel Juul Jensen/Spl/Cosmos/Новини на CNRS.

Основно значение на тези констатации е, че границата между това, което мислим за обитаема планета и необитаема планета, може да бъде много по-малко ясна, отколкото някога се е смятало. Както отбелязва Раят:

Това, което откриваме, всъщност е, че линията е малко размита.

Има и друга възможност да се обмисли. Ами ако една планета има океан, замръзнал на повърхността, но все още течен отдолу? В нашата слънчева система няма такива планети, но има луни.ЕвропаиЕнцеладпо -специално, които имат глобални океани, покрити с кора от лед. Колкото повече научаваме за тях, толкова повече изглежда, че те наистина са способни да поддържат живота. Изглежда, че двата океана са подобни на океаните на Земята по състав и имат достатъчно топлина, енергия и химически хранителни вещества. Все още не знаем дали наистина имаевсеки живот на двете места, но перспективите са обещаващи.

Не знаем колко планети със снежни топки има там, но вече знаем, че скалисти планети с размерите на Земята и по -големи изглежда са често срещани в нашата галактика, въз основа на открития отКосмически телескоп Keplerи други телескопи. Това само по себе си е обещаващо в търсенето на живот другаде. И сега резултатите от това ново проучване показват как това, дори ако някои от тези планети са много студени, те все още могат да бъдат потенциално обитаеми.

В крайна сметка: Ново изследване показва, че някои замразени планети със снежна топка може да са в състояние да поддържат живота.

Източник: Обитаеми снежни топки: Умерени условия на земята, течна вода и последици за атмосферните влияния

Чрез GeoSpace