Pri hľadaní potenciálne obývateľných extra solárnych planét sú vedci do istej miery obmedzení skutočnosťou, že vieme len o jednej planéte, kde existuje život (t. J. Zem). Z tohto dôvodu vedci hľadajú planéty, ktoré sú pozemské (t. J. Skalnaté), obiehajú v obývateľných zónach svojej hviezdy a vykazujú známky biologických podpisov, ako je atmosférický oxid uhličitý - ktorý je pre život nevyhnutný, ako ho poznáme.
Tento plyn, ktorý je do značnej miery výsledkom sopečnej aktivity na Zemi, zvyšuje povrchové teplo prostredníctvom skleníkového efektu a prirodzenými procesmi cykluje medzi podpovrchovým povrchom a atmosférou. Z tohto dôvodu vedci už dlho veria, že doskové tektoniky sú pre obývateľnosť nevyhnutné. Podľa novej štúdie tímu z Pensylvánskej štátnej univerzity to tak však nemusí byť.
Štúdia s názvom „Cyklovanie uhlíka a obývateľnosť zemských stagnujúcich ľudských planét“ bola nedávno uverejnená vo vedeckom časopise. astrobiológie, Štúdiu vykonali Bradford J. Foley a Andrew J. Smye, dvaja odborní asistenti z katedry geovedy na Pensylvánskej štátnej univerzite.
Na Zemi je vulkanizmus výsledkom tektonických dosiek a vyskytuje sa tam, kde sa zrážajú dve platne. To spôsobuje podtlak, keď je jedna doska tlačená pod druhou a hlbšie do podpovrchu. Toto tlmenie mení hustý plášť na vznášajúcu sa magmu, ktorá stúpa cez kôru na zemský povrch a vytvára sopky. Tento proces môže tiež pomôcť pri cyklovaní uhlíka tlačením uhlíka do plášťa.
Dosková tektonika a vulkanizmus sa považujú za ústredné pre vznik života tu na Zemi, pretože zabezpečili, že naša planéta mala dostatok tepla na udržanie tekutej vody na svojom povrchu. Na vyskúšanie tejto teórie vytvorili profesori Foley a Smye modely, ktoré určujú, ako by bola obývateľná planéta podobná Zemi bez prítomnosti tektonických platní.
Tieto modely brali do úvahy tepelný vývoj, produkciu kôry a CO2 jazda na bicykli s cieľom obmedziť obývateľnosť skalnatých planét veka s veľkosťou zeme. Sú to planéty, kde kôra pozostáva skôr z jednej obrovskej guľovitej platne plávajúcej na plášti, a nie v samostatných kusoch. Predpokladá sa, že takéto planéty sú oveľa bežnejšie ako planéty, ktoré zažívajú tektonické doštičky, pretože na žiadnej planéte mimo Zeme sa dosiaľ nepotvrdilo, že majú tektonické doštičky. Ako vysvetlil Prof. Foley v tlačovej správe spoločnosti Penn State News:
„Vulkanizmus uvoľňuje plyny do atmosféry a potom vplyvom počasia je oxid uhličitý vtiahnutý z atmosféry a oddeľovaný do povrchových hornín a sedimentov. Vyvážením týchto dvoch procesov sa udržuje oxid uhličitý na určitej úrovni v atmosfére, čo je skutočne dôležité pre to, či klíma zostáva mierna a vhodná pre život. “
Ich modely v podstate zohľadňovali to, koľko tepla by sa mohla udržať klíma stojatej veka planéty na základe množstva prvkov produkujúcich teplo a teplo prítomných pri vytváraní planéty (známych ako pôvodný rozpočet na teplo). Na Zemi tieto prvky zahŕňajú urán, ktorý pri rozklade produkuje tórium a teplo, ktoré sa potom rozpadajú na výrobu draslíka a tepla.
Po spustení stoviek simulácií, ktoré menili veľkosť a chemické zloženie planéty, zistili, že stojaté planéty veka by boli schopné udržiavať dostatočne teplé teploty, aby na ich povrchu mohla existovať tekutá voda po miliardy rokov. V extrémnych prípadoch by mohli udržať teploty podporujúce život až 4 miliardy rokov, čo je takmer vek Zeme.
Ako uviedla Smye, je to čiastočne spôsobené skutočnosťou, že dosková tektonika nie je vždy nevyhnutná na sopečnú činnosť:
„Stále máte vulkanizmus na stojatých planétach veka, ale je oveľa kratší ako v planétach s tektonickými doskami, pretože na bicykli nie je toľko. Sopky vedú k postupnosti lávových prúdov, ktoré sa v priebehu času zakopávajú ako vrstvy koláča. Horniny a sediment sa zahrievajú hlbšie, čím hlbšie sú pochované. “
Vedci tiež zistili, že bez doskových tektoník by stojaté planéty veka mohli mať stále dostatok tepla a tlaku, aby zažili odplyňovanie, kde plynný oxid uhličitý môže unikať z hornín a dostať sa na povrch. Na Zemi, Smye povedal, rovnaký proces sa vyskytuje s vodou v zónach poruchy subduction. Tento proces sa zvyšuje na základe množstva prvkov produkujúcich teplo prítomných na planéte. Ako vysvetlil Foley:
„Existuje rad miest, kde planéta uvoľňuje dostatok oxidu uhličitého na to, aby zabránila zamrznutiu planéty, ale nie toľko, že by poveternostné podmienky nemohli vytiahnuť oxid uhličitý z atmosféry a udržať klímu miernu.“
Podľa modelu vedcov bola prítomnosť a množstvo prvkov produkujúcich teplo oveľa lepším ukazovateľom potenciálu planéty na udržanie života. Na základe svojich simulácií zistili, že počiatočné zloženie alebo veľkosť planéty je veľmi dôležitá na určenie, či sa stane alebo nebude obývateľná. Alebo ako sa hovorí, potenciálna obývateľnosť planéty sa určuje pri narodení.
Tým, že preukáže, že stojaté planéty veka by mohli ešte podporovať život, má táto štúdia potenciál výrazne rozšíriť rozsah toho, čo vedci považujú za potenciálne obývateľné. Keď je v roku 2021 nasadený vesmírny teleskop Jamesa Webba (JWST), skúmanie atmosféry stojatých planét veka s cieľom určiť prítomnosť biologických podpisov (ako je CO)2) bude hlavným vedeckým cieľom.
Vedieť, že viac z týchto svetov dokáže udržať život, je určite dobrá správa pre tých, ktorí dúfajú, že v našich životoch nájdeme dôkazy mimozemského života.
