|
Планетам требуется больше воды для поддержания жизни
|
|
|
|
К сожалению для любителей научной фантастики, согласно новому исследованию Вашингтонского университета, пустынные миры за пределами нашей Солнечной системы вряд ли пригодны для жизни. Ученые показывают, что планете размером с Землю требуется по меньшей мере от 20 до 50% воды в океанах Земли для поддержания важнейшего природного цикла, который удерживает воду на поверхности.
|
|
|
|
Ученые полагают, что за пределами нашей Солнечной системы существуют миллиарды планет. Подтверждено существование более 6000 таких экзопланет, но только некоторые из них являются кандидатами на существование жизни. Поиски жизни были сосредоточены на планетах в "обитаемой зоне", которая находится не слишком близко и не слишком далеко от центральной звезды. Планеты в этой зоне считаются жизнеспособными, поскольку на их поверхности может сохраняться жидкая вода.
|
|
|
|
"Когда вы ищете жизнь на обширном пространстве Вселенной с ограниченными ресурсами, вам приходится отфильтровывать некоторые планеты", - говорит ведущий автор Хаскелл Уайт-Джанелла, докторант кафедры наук о Земле и космосе Калифорнийского университета.
|
|
|
|
Вода, хотя и необходима, не гарантирует существование жизни. В ходе этого исследования ученые стремились еще больше сузить область поиска, исследуя планеты с небольшим количеством воды.
|
|
|
|
"Нас интересовали засушливые планеты с очень ограниченными запасами поверхностных вод — гораздо меньше, чем один земной океан. Многие из этих планет находятся в обитаемой зоне своей звезды, но мы не были уверены, что они действительно могут быть пригодны для жизни", - сказал Уайт-Джанелла.
|
|
|
|
|
|
|
Результаты работы команды, опубликованные в журнале Planetary Science, показывают, что пригодность для жизни зависит от геологического углеродного цикла — управляемого водой процесса, который в течение миллионов лет обменивается углеродом между атмосферой и недрами, стабилизируя температуру поверхности.
|
|
|
|
Углекислый газ, который образуется в результате извержения вулканов в естественных условиях, накапливается в атмосфере, прежде чем попасть обратно на Землю в виде дождевой воды. Дождевые воды разрушают и вступают в химическую реакцию с горными породами на поверхности Земли, а сточные воды переносят углерод в океан, где он оседает на морское дно. Тектоника плит приводит к тому, что богатые углеродом океанические плиты опускаются ниже континентальной суши. Миллионы лет спустя углерод выходит на поверхность, образуя горы.
|
|
|
|
Если уровень воды падает слишком низко для выпадения осадков, то удаление углерода в результате атмосферных воздействий не успевает за выбросами в результате извержений вулканов, и уровень углекислого газа в атмосфере резко возрастает, задерживая воду. Повышение температуры приводит к испарению оставшейся поверхностной воды, вызывая безудержное потепление, которое делает планету слишком горячей для поддержания жизни.
|
|
|
|
"К сожалению, это делает засушливые планеты в пределах пригодных для жизни зон маловероятными кандидатами для жизни", - сказал Уайт-Джанелла.
|
|
|
|
Хотя у ученых есть приборы, которые могут измерять уровень воды на поверхности, скалистые экзопланеты трудно наблюдать непосредственно. В этом исследовании исследователи провели серию сложных симуляций, чтобы лучше понять, как вода может вести себя в этих пустынных мирах.
|
|
|
|
Предыдущие попытки смоделировать углеродный цикл были сосредоточены на более холодных и, возможно, более влажных планетах. Модели учитывали испарение под воздействием солнечного света, но не учитывали другие факторы, такие как ветер. Уайт-Джанелла адаптировал существующие модели к более сухим планетам, уточнив оценки испарения и осадков.
|
|
|
|
"Эти сложные механистические модели углеродного цикла появились в результате попыток людей понять, как работает — или не работает — земной термостат для регулирования температуры во времени", - сказал старший автор Джошуа Криссанен-Тоттон, доцент кафедры наук о Земле и космосе Калифорнийского университета.
|
|
|
|
Однако функция геологического круговорота углерода на засушливых планетах была в значительной степени не изучена. Результаты показывают, что даже планеты, на поверхности которых образуется вода, могут потерять ее, превратившись из потенциально пригодных для жизни в непригодные из-за нарушения круговорота углерода.
|
|
|
|
Одна из таких планет находится гораздо ближе к нам - Венера. Планета любви примерно такого же размера, как Земля, вероятно, сформировалась примерно в то же время и, возможно, изначально содержала такое же количество воды.
|
|
|
|
Однако сегодня температура поверхности Венеры сравнима с температурой печи для пиццы, работающей на дровах. По словам Уайт-Джанеллы, стоя на поверхности, можно было бы почувствовать себя раздавленным 10 голубыми китами.
|
|
|
|
Многие теории пытаются объяснить, почему Земля и Венера так сильно отличаются друг от друга. Уайт-Джанелла и Криссанен-Тоттон предполагают, что Венера, расположенная ближе к Солнцу, могла образоваться при несколько меньшем количестве воды, чем Земля, что нарушило геологический круговорот углерода. По мере повышения температуры поверхности и повышения уровня углекислого газа в атмосфере Венера теряла воду и все формы жизни, которые на ней могли существовать.
|
|
|
|
Предстоящие миссии на Венеру попытаются понять, что произошло с планетой и была ли на ней когда-либо жизнь. Полученные данные также могут помочь в изучении планет, расположенных гораздо дальше.
|
|
|
|
"Очень маловероятно, что мы высадим что—то на поверхность экзопланеты в течение нашей жизни, но Венера — наша ближайшая соседка - возможно, лучший аналог экзопланеты", - сказал Уайт-Джанелла.
|
|
|
|
Исследователи надеются, что результаты будущих миссий помогут подтвердить результаты их моделирования.
|
|
|
|
"Это имеет значение для многих потенциально пригодных для жизни объектов недвижимости в мире", - сказал Криссанен-Тоттон.
|
|
|
|
Источник
|
