|
Изобилие тория улучшило шансы экзопланет на обитаемость
|
|
|
|
Геологи и астрономы из Университета штата Огайо (США) во главе с Кайманом Унтерборном (Cayman Unterborn) обнаружили, что большинство солнцеподобных звезд содержат больше тория, чем наше светило, и это означает, что сильные магнитные поля и тектонические движения плит у их планет могут быть более распространенным явлением, чем считалось ранее. Работа ученых принята к публикации в The Astrophysical Journal, а с ее препринтом можно познакомиться в архиве Корнельского унверситета.
|
|
|
|
С помощью находящихся в публичном доступе данных спектрографа HARPS телескопа Ла Сийя исследователи проанализировали наличие тория в составе 14 звезд того же спектрального класса, что и Солнце. Из них у семи светил уже обнаружены планеты, в то время как для других семи они пока не открыты. И у тех, и других сигнал тория в спектре превышает те значения, что мы наблюдаем для Солнца. Только у одного светила из 14 тория оказалось меньше (59 процентов от солнечного уровня), в то время как остальные 13 показали повышенное содержание элемента, в отдельных случаях - до 2,5 раз. Хотя концентрация тория в силикатной мантии планеты может быть на 10-20 процентов выше, чем в веществе родительской звезды такой планеты, даже с учетом этой вариабельности содержание тория в мантиях экзопланет у аналогов Солнца должно существенно превышать земное.
|
 |
|
Ученые специально исключили из рассмотрения планеты вокруг красных карликов, аргументируя это тем, что в подобных звездных системах условия конденсации тория в планетном веществе могут существенно отличаться от ситуации в системах у солнцеподобных звезд. Причем пока неизвестным нам образом. По мнению группы Унтерборна, тот факт, что большинство исследованных солнцеподобных звезд показывают более высокое содержание тория, существенно повышает шансы на обитаемость их планет.
|
|
|
|
От 30 до 50 процентов всего внутреннего тепла, выделяемого поверхностью нашей планеты, являются результатом распада ядер тория и урана, что делает их важными компонентами теплового баланса планеты. В соответствии с современными геологическими представлениям, этот подогрев от распада тория жизненно важен для сохранения современного облика Земли.
|
|
|
|
Во-первых, именно разница температур внутренних и внешних слоев мантии приводит к появлению магнитного поля, защищающего нашу планету от космического излучения и потери воды. Во-вторых, без внутреннего ториевого подогрева конвекция мантии ослабнет настолько, что остановится движение литосферных плит (тектоника плит). Тогда подпитка океана веществами коры и мантии за счет растворения водой донных пород будет близка к нулю, а значит фосфора, необходимого для жизни земного типа, на поверхности будет очень мало.
|
|
|
|
Одной из важнейших функций тектоники плит является поддержание углеродного цикла, стабилизирующего климат планеты. При потеплении рост температуры на поверхности вызывает усиление процессов выветривания, и увеличение количества углекислоты, растворенной в океанской воде. В итоге связывание углекислого газа в карбонаты усиливается, то есть концентрация основного парникового газа в атмосфере падает, снижая глобальную температуру.
|
|
|
|
Наоборот, длительное оледенение, при котором Земля покрывается льдом, резко ослабляет выветривание силикатов, что снижает связывание атмосферного углекислого газа морской водой. В итоге углекислота, поднимаемая в атмосферу вулканической деятельностью, обусловленной тектоникой плит, может только накапливаться, и никуда не уходит, что, как считается, и привело к размораживанию Земли после ее полного оледенения 650 млн лет назад («Земля-снежок»). На планете без тектоники плит и углеродного цикла такое оледенение предположительно устойчиво, и без дополнительных факторов может существовать неограниченно долго.
|
|
|
|
На основании всего этого предполагается, что экзопланеты земных размеров без магнитного поля и тектоники плит должны быть необитаемы, как Венера или Марс, лишенные и того и другого. В особенности это относится к суперземлям, чья масса, гравитация и вязкость мантии существенно больше земной, из-за чего энергетические требования, необходимые для запуска геодинамо (появления магнитного поля) и тектоники плит для них значительно серьезнее.
|
|
|
|
Если радиоактивных элементов в составе ядра и мантии экзопланет существенно больше, чем на Земле – а именно к таким выводам пришла группа Унтерборна – конвекция магмы там может быть значительно сильнее. А значит, количество планет, потенциально пригодных для возникновения сложных форм жизни, может быть больше, чем до сих пор предполагали астрофизики.
|
|
|
|
https://nplus1.ru/news/2015/05/06/thoriumhabitability
|
