Могат ли планетите за снежна топка да поддържат живота?

Концепцията на художника за планета за снежна топка, чиято повърхност е напълно или почти напълно покрита в лед. Изображение чрез NASA / AGU / GeoSpace.

Когато става дума за търсене на живот извън Слънчевата система - поне животът, какъвто го познаваме - фокусът е насочен към екзопланети, които не са нито прекалено горещи, нито прекалено студени. Скалистите планети в обитаемата зона на звездата им имат най-голям шанс да имат вода на повърхностите си. Досега се смяташе, че подобни светове, покрити с лед, вероятно ще бъдат твърде студени за цял живот. Но сега новите изследвания предполагат, че това не винаги може да е така и че някои от тези планети биха могли да имат обитаеми земни площи.

Новите конспектни проверки бяха публикувани в Journal of Geophysical Research Planets на 18 юли 2019 г.

Проучването се фокусира върху снежните планети - скалисти планети като Земята със своите замръзнали океани - за които учените смятали, че вероятно са твърде студени за живот. Такива светове не биха имали течна вода на повърхностите си, а лед и почти никакви сухопътни зони.

Но новото изследване установява, че ситуацията може да не е винаги толкова тежка в края на краищата, както Адив Парадайз, астроном и физик от Университета в Торонто, заяви:

Имате тези планети, които традиционно може да смятате за обитаеми и това подсказва, че може би те могат да бъдат.

Според новото проучване, някои планети за снежна топка все още могат да имат сухопътни площи и вода около своите екватори. Изображение чрез Gfycat.

Резултатите показват, че някои планети за снежна топка все още биха могли да имат сухопътни зони близо до техните екватори, като температурите в тези региони са достатъчно топли, за да ги направят по-обитаеми. Изследователите използваха компютърна програма, за да симулират различни променливи на климата, отчитайки условия като количеството на наличната слънчева светлина и конфигурацията на сухоземните площи.

Според тези учени една от ключовите променливи е въглеродният диоксид. Както знаем от проучванията за 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 от този газ, една 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 за снежна топка се образуват, когато нивото на въглероден диоксид в атмосферата им падне твърде ниско поради валежи и ерозия. Водата от валежи абсорбира въглеродния диоксид, превръщайки го във въглеродна киселина. Тази киселина реагира със скали, разграждайки още повече въглеродната киселина. След това се свързва с минерали, които се пренасят в океаните и се съхраняват в морските дъна.

Графика, изобразяваща връзката между въглеродния диоксид, произведен от вулканична активност, и въглеродния диоксид, отстранен от валежите и ерозията, както за умерен, така и за климат на снежна топка. Планетите могат да останат в състояние на снежна топка, когато вулканичната активност и скоростта на изветряне се балансират взаимно. Изображение чрез AGU / GeoSpace.

Когато целия или по-голямата част от въглеродния диоксид се отстрани от атмосферата, планетата ще замръзне, превръщайки се в планета за снежна топка. Тези планети сега биха били изключително студени и безплодни на повърхностите си, а не най-добрите места за живот, които да се развиват.

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

Учените смятали, че премахването на въглеродния диоксид спира по време на фазата на снежната топка, тъй като всички повърхностни води ще бъдат замръзнали. Констатациите обаче показват, че някои планети за снежна топка ще продължат да губят въглероден диоксид, след като замръзнат. Защо това е добре? Това означава, че тези планети ще трябва да имат малко замръзнала земя и случайни валежи за вода, за да продължат да отстраняват въглеродния диоксид от атмосферата.

Изследователите открили, че сухопътните площи 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, както знаем, може да възпроизведе, е минус 4 градуса по Фаренхайт (минус 20 градуса по Целзий).

Друг въпрос е, ако една планета стане планета за снежна топка, остава ли тя винаги така? Или може да се промени отново? Учените теоретизират, че обикновено една планета в крайна сметка ще излезе от фазата на снежната топка, ако допълнителен въглероден диоксид се освободи чрез вулкани. Смята се, че самата Земя е преминала през собствените си фази на снежна топка.

Но това не винаги може да е истина, според новото проучване. При определени условия една планета може да остане в състояние на снежна топка. Ако достатъчно въглероден диоксид продължи да се отстранява от атмосферата чрез изветряне, това може да балансира въглеродния диоксид, излъчван от вулканите. В резултат на това планетата никога повече няма да се размрази.

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

Основно значение на тези констатации е, че границата между това, за което мислим, че е обитаема планета, и планетата, която не е обитаема, може да бъде много по-неясна, отколкото някога се е смятало. Както Рай отбеляза:

Това, което откриваме всъщност е, че тази линия е малко размита.

Има и друга възможност за разглеждане. Какво става, ако планетата е имала океан, замръзнал на повърхността, но все още течен отдолу? В нашата Слънчева система няма такива планети, но има луни. Европа и Енцелад по-специално, които имат глобални океани, покрити от ледена кора. Колкото повече научаваме за тях, толкова повече изглежда, че те наистина са способни да поддържат живота. И двата океана изглеждат сходни на земните океани по състав и имат достатъчно топлина, енергия и химически хранителни вещества. Все още не знаем дали наистина има живот на всяко място, но перспективите са обещаващи.

Не знаем колко планети за снежна топка са там, но вече знаем, че скалистите планети с размер Земя и по-големи изглеждат често срещани в нашата галактика въз основа на открития от космическия телескоп Кеплер и 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 биха могли да бъдат потенциално обитаеми.

Долен ред: Новите изследвания показват, че някои замразени планети за снежна топка все още могат да поддържат живота.

Източник: Обитаеми снежни топки: умерени условия на земята, течна вода и последици за изветрянето на CO2

Чрез GeoSpace