Når astronomer oppdager en ny eksoplanett, er et av de første betraktningene om planeten er i den beboelige sonen, eller utenfor den. Denne etiketten avhenger i stor grad av om temperaturen på planeten tillater flytende vann eller ikke. Men det er selvfølgelig ikke så enkelt. En ny studie antyder at frosne, isete verdener med fullstendig frosne hav faktisk kunne ha levelige landområder som forblir beboelige.
Den nye studien ble publisert i AGUs Journal of Geophysical Research: Planets. Den fokuserer på hvordan CO2 sykler gjennom en planet og hvordan den påvirker planetens temperatur. Tittelen er “vanlige snøballer: tempererte landforhold, flytende vann og implikasjoner for CO2 Forvitring.”
En snøballplanet er en planet som ligner Jorden, men med havene frossne helt til ekvator. Det er atskilt fra en istid, når breene vokser og polare isplater utvides, og noen ganger blir de flere kilometer tykke. I en istid forblir de ekvatoriale hav fri for is.
Men en snøballplanet er grundigere frossen enn det. På en snøballplanet er alle havene dekket av is, inkludert ekvatoriale hav. Forskere har ansett disse planetene for å være beboelige, fordi det ikke er flytende vann på overflaten.
Jorden har opplevd minst en og kanskje så mange som tre snøballfaser i sin historie. Livet tålte disse fasene fordi de eneste livsformene var marine mikroorganismer. Så spørsmålet er, når vi ser på en snøballeksoplanett i stjernens beboelige sone, er det mulig at livet overlever der, tross alt?
Denne nye forskningen sier ja, eller i det minste kanskje.
Hovedforfatteren for denne nye studien er Adiv Paradise, en astronom og fysiker ved University of Toronto, Canada. Paradise oppsummerer situasjonen kortfattet: "Du har disse planetene som du tradisjonelt kan anse som ikke beboelig, og denne <nye studien> antyder at de kanskje kan være det."
"Vi vet at Jorden var beboelig gjennom sine egne snøballepisoder, fordi livet dukket opp før snøballepisodene våre, og livet forble lenge forbi den," sier Paradise i en pressemelding. ”Men hele livet var i våre hav på den tiden. Det er ingenting med landet. "
Paradise og resten av teamet ønsket å undersøke ideen om at selv på en snøballplanet kan noen landområder forbli livsopprettholdende. De brukte datamodeller for å simulere forskjellige klimavariabler på teoretiske snøballverdener. De justerte kontinentenes konfigurasjon, mengden sollys og andre kjennetegn ved deres teoretiske snøballverdener. De fokuserte også på CO2.
CO2 er en klimagass, selvfølgelig. Den lar en planetens atmosfære fange varme, og den kan bidra til å holde en planet temperert. Ikke nok av det, og en planet kan fryse fast. For mye, og temperaturene kan sveve utover et område som livet kan overleve.
CO2 følger en kjent syklus i en planet. Mengden som vedvarer i atmosfæren er avhengig av nedbør og erosjon. Vannet i nedbør absorberer CO2 og gjør det til kullsyre. Når den først er på planetens overflate, reagerer kullsyre med steiner. Disse reaksjonene bryter ned kullsyren, og den binder seg med mineraler. Etter hvert kommer karbon veien til havet og lagres på havbunnen.
Men når overflaten til en snøballplanet er frossent fast, kan ingenting av det skje. Fjerningen av CO2 fra atmosfæren stopper død i sporene. Det er ingen nedbør og ingen utsatt land.
Men i simuleringene mistet noen av de modellerte snøballplanetene atmosfærisk CO2 selv etter at de frøs. Det innebærer to ting: det må være noe isfritt land, og det må være noe nedbør.
I noen av simuleringene var noen av snøballplanetene varmere enn andre. Noen av dem hadde landområder som forble varme nok til at karbonsyklusen kunne fortsette: det var både nedbør og utsatt berg. Disse ikke-frosne områdene var i sentrum av kontinentene, langt fra de frosne havene. Noen temperaturer i disse områdene nådde så høyt som 10 Celsius (50 F.) Siden forskere tror at livet fortsatt kan fortsette å reprodusere seg i temperaturer så lave som -20 C (-4 F.,), baner disse funnene veien for å overleve på snøballplaneter, akkurat som det gjorde under jordas egne snøballfaser (er)
Men studien fant også noe annet. Under de rette forholdene (eller ikke de rette forholdene, hvis du ønsker å se mer liv der ute), kan en planet bli fanget i en snøballfase og aldri bevege seg ut av den. Det er alt opp til karbonsyklusen også.
Forskere trodde at for vulkanaktive planeter ville det være en gradvis frigjøring av CO2 som ble bundet i bergarter, og at det over tid ville varme atmosfæren, siden den ikke kan fjernes ved nedbør. Men hvis det er riktig undersøkelse, kan en liten mengde utsatt land, og regnet som faller på det, balansere frigitt CO2 og holde planeten i en evigvarende nesten-snøball-tilstand. Bare en liten mengde land vil noensinne være isfri. I det scenariet kan livet være usannsynlig.
Generelt viser resultatene fra denne studien hvor komplekse planeter er. Hver og en er i en unik situasjon, og den foreløpige etiketten til beboelig eller ikke-beboelig er bare et utgangspunkt. Det er et enormt antall variabler som former hver eksoplanett vi oppdager.
Det er trygt å si at vi kan utelukke et stort antall planeter med tanke på beboelighet. Hot Jupiters, for eksempel, svidde varme gassplaneter, og kan aldri støtte noen form for livsform vi kan se for oss.
Men for planeter i den beboelige sonen, eller på grensene, er vi ikke i stand til å utelukke dem, selv om de virker usannsynlige å støtte livet.
Mer vitenskap trengs.
Kilder:
- Pressemelding: Studien antyder at frosne jordlignende planeter kan støtte liv
- Forskningsoppgave: vanlige snøballer: tempererte landforhold, flytende vann og implikasjoner for CO2 forvitring
- Wikipedia: Snowball Earth
- Wikipedia: Cryogenian Period
