Galaksija je preplavljena na planetih, ki jih lahko bivajo, in teleskopi nove generacije se pripravljajo za pregledovanje atmosfere teh tujih svetov in iščejo namige o okolju prijaznih pogojih. Vendar je skupina znanstvenikov z uporabo računalniških simulacij ugotovila, kaj lahko uničiti nekatere od teh obetavnih planetov, rezultati pa kažejo, da ne bo vsak udarec življenja zanesljiv hit.
Sorodne vsebine
- Skrivnostni marsovski "cvetača" je lahko najnovejši namig tujčevega življenja
- NASA razkriva velikansko ledeno kocko s kolesi za raziskovanje tujih oceanov
Znanstveniki v Nemčiji so začeli z modelom sveta podobnega Zemlji, ki je v celoti prekrit z oceani. Ekipa je nato uporabila globalne klimatske modele, da bi videli, kaj se zgodi, ko se količina ogljikovega dioksida v zraku poveča.
Simulacije so pokazale, da podnebje na planetu v določenem trenutku postane nestabilno in se preusmeri v stanje, imenovano vlažen rastlinjak, s temperaturami nad 134 stopinj Fahrenheita.
Kot dehidriran človek v parni kopeli je ena od posledic tega nabrekljivega stanja izguba vode. Za začetek toplota sproži spremembe v atmosferskih plasteh, ki omogočajo, da se vodna para zmeša višje. To pomeni, da več ultravijolične svetlobe iz sonca lahko zadene molekule vode in jih razbije v vodik in kisik. Atomi kisika se rekombinirajo, medtem ko vodik pobegne v vesolje.
"Takrat boste v stanju, ko začnete hitro izgubljati vodo, " pravi vodja študije Max Popp z Inštituta za meteorologijo Max Planck.
Po nekaj milijonih let bi vsa voda na planetu izhlapela, poroča ekipa ta teden v Nature Communications . Če bi vodni svet začel z atmosfero, kakršna je bila Zemljina - večinoma dušik z manjšim deležem kisika in plinov v sledovih -, bi bil končni rezultat suh svet z večinoma dušikovo atmosfero.
Študija kaže, da iskanje vode - ali celo kisika - v atmosferi daljnega planeta ne pomeni nujno, da je gostoljubna za življenje. Na primer, lahko planet v vlažnem rastlinjaku ustvari veliko kisika, ko se vodna para razpade, ne zaradi živih bitij, ki proizvajajo plin, pravi James Kasting, profesor planetarne znanosti na univerzi Penn State, ki je pregledal prispevek za objavo.
Model je tudi pokazal, da je CO2 resnično učinkovit toplogredni plin, bolj kot so predvidevali številni znanstveniki, pravi Popp. Ko se planet znajde v vlažnem rastlinjaku, je težko nazaj. Celo zmanjšanje koncentracije CO2 na pol ne ohladi planeta veliko, ko so prevzeli parni pogoji.
Razlog so oblaki. Znanstveniki so mislili, da bo vodna para zadrževala toploto učinkoviteje kot CO2, vendar oblaki to spremenijo in omogočijo, da je CO2 boljši lovilnik toplote.
Medtem ko vse to zveni grozno v času naraščanja ravni CO2 na Zemlji, Popp poudarja, da te simulacije ne veljajo za naš planet. Začetna svetovna povprečna temperatura, uporabljena za to študijo, je bila 10, 8 stopinje Fahrenheita toplejša od Zemlje danes. Za dosego te temperature bi morali koncentracijo ogljikovega dioksida potisniti približno štirikrat višjo, kot je zdaj, morda več.
Simulacije tudi niso bile narejene z resnično realističnim planetom. Idealizirani model predvideva, da je ta planet v popolnoma krožni orbiti, da leži na isti razdalji, da je Zemlja od sonca in da se vrti s približno enako hitrostjo, vendar ni nagnjena na svojo os. Raziskovalci so domnevali, da ni oceanskih tokov, celin in ledenih kape, njihov svetovni ocean pa je globok le 164 čevljev.
To je delno zaradi potrebne računalniške moči, vendar tudi zato, da bi ekipa lahko bolj jasno videla dinamiko in povratne informacije. Vključevali so učinke oblakov in pritisk vodne pare v zraku, vodo pa so obravnavali kot glavno sestavino ozračja, nekaj prejšnjih študij je izpustilo, pravi Kasting.
Delo ponuja nekaj vpogleda v Zemljin sestrski planet, Venero, ki je začela s približno enakimi surovinami, a je že zgodaj izgubila vodo. Ključna razlika je, da je bila zgodnja Venera verjetno še bolj vroča kot njihov virtualni svet. "Venera je imela 35 ali 40 odstotkov večje sončno sevanje kot zdaj Zemlja, " pravi Popp. Planet bi bil morda vlažen rastlinjak, vendar ne za dolgo, pravi, in verjetno nikoli ne bi imel oceanov.
Kasting se strinja in dodaja, da se je v zadnjem desetletju ali približno tako soglasje ustalilo okoli teorije, da je bila Venera še vedno pokrita na pretežno staljeni površini, ko je planet začel izgubljati vodo.
Kasting pravi, da ta študija pomaga določiti notranji rob območja bivanja, območje okoli zvezde, kjer naj bi planet na svoji površini gostil tekočo vodo. Simulacije, kot je ta, pomagajo določiti, kako pomembno vlogo lahko igra atmosferska sestava, in pokazati, kakšne so možnosti.
"Ali greste direktno v pobegnjen rastlinjak ali končate v vlažnem rastlinjaku?" on reče. Neposredno slikanje eksoplanetov - nečesa, kar še vedno ostaja v prihodnosti za svetove velikosti Zemlje - bi lahko nekega dne pomagalo odgovoriti na to vprašanje s trdnimi podatki o resničnih lastnostih planeta.
