Når astronomer opdager en ny eksoplanet, er et af de første overvejelser, hvis planeten er i den beboelige zone, eller uden for den. Denne etiket afhænger stort set af, om planetens temperatur tillader flydende vand eller ej. Men det er selvfølgelig ikke så enkelt. En ny undersøgelse antyder, at frosne, iskaldte verdener med helt frosne hav faktisk kunne have levelige landområder, der forbliver beboelige.
Den nye undersøgelse blev offentliggjort i AGU's Journal of Geophysical Research: Planets. Det fokuserer på, hvordan CO2 cirkler gennem en planet, og hvordan den påvirker planetens temperatur. Titlen er ”Habitable Snowballs: Temperate Land Conditions, Liquid Water and Implications for CO2 Vejrlig.”
En sneboldplanet er en planet, der ligner Jorden, men med havene frossne helt til ækvator. Det er adskilt fra en istid, når gletsjere vokser og polære isplader udvides og nogle gange bliver flere kilometer tykke. I en istid forbliver de ækvatoriale oceaner fri for is.
Men en sneboldplanet er mere grundigt frosset end det. På en sneboldplanet er alle oceaner dækket af is, inklusive ethvert ækvatoriale hav. Forskere har betragtet disse planeter som beboelige, fordi der ikke er noget flydende vand på overfladen.
Jorden har oplevet mindst en og måske så mange som tre sneboldfaser i sin historie. Livet udholdt disse faser, fordi de eneste livsformer var marine mikroorganismer. Så spørgsmålet er, når vi ser på en sneboldeksoplanet i dens stjernes beboelige zone, er det muligvis overlevende der?
Denne nye forskning siger ja, eller i det mindste måske.
Den største forfatter af denne nye undersøgelse er Adiv Paradise, en astronom og fysiker ved University of Toronto, Canada. Paradise opsummerer situationen kortfattet: "Du har disse planeter, som du traditionelt måske betragter som ikke beboelig, og denne <nye undersøgelse> antyder, at de måske kan være det."
”Vi ved, at Jorden var beboelig gennem sine egne sneboldepisoder, fordi livet opstod før vores sneboldepisoder, og livet forblev længe forbi det,” sagde Paradise i en pressemeddelelse. ”Men hele vores liv var i vores oceaner på det tidspunkt. Der er intet om landet. ”
Paradise og resten af teamet ønskede at undersøge tanken om, at selv på en sneboldplanet, kan nogle landområder muligvis forblive livsbærende. De brugte computermodeller til at simulere forskellige klimavariabler om teoretiske sneboldverdener. De justerede kontinentets konfiguration, mængden af sollys og andre egenskaber ved deres teoretiske sneboldverdener. De fokuserede også på CO2.
CO2 er selvfølgelig en drivhusgas. Det giver en planetes atmosfære mulighed for at fange varme, og det kan hjælpe med at holde en planet tempereret. Ikke nok af det, og en planet kan fryse fast. For meget, og temperaturerne kan stige ud over et interval, som livet kan overleve.
CO2 følger en kendt cyklus i en planet. Den mængde, der fortsætter i atmosfæren, er afhængig af regn og erosion. Vandet i nedbør absorberer CO2 og omdanner det til kullsyre. Når den først er på en planets overflade, reagerer kolsyren med sten. Disse reaktioner nedbryder kulsyre, og den binder med mineraler. Til sidst går kulstoffet hen til havet og opbevares på havbunden.
Men når overfladen på en sneboldplanet er frosset fast, kan intet af det ske. Fjernelse af CO2 fra atmosfæren stopper død i dens spor. Der er ingen nedbør og intet udsat land.
Men i deres simuleringer tabte nogle af deres modellerede sneboldplaneter hele tiden atmosfærisk CO2, selv efter at de frøs. Det indebærer to ting: der skal være noget isfrit land, og der skal være noget nedbør.
I nogle af simuleringerne var nogle af sneboldplaneterne varmere end andre. Blandt dem havde nogle af dem landområder, der forblev varme nok til, at kulstofcyklussen kunne fortsætte: der var både regn og udsat klippe. Disse ikke-frosne områder var i centrum af kontinenterne, langt fra de frosne oceaner. Nogle temperaturer i disse områder nåede så højt som 10 Celsius (50 F.) Da forskere mener, at livet stadig kan fortsætte med at gengive sig i temperaturer så lave som -20 C (-4 F.,), baner disse fund vej for liv til overleve på sneboldplaneter, ligesom det gjorde i Jordens egne sneboldfaser (s.)
Men undersøgelsen fandt også noget andet. Under de rigtige forhold (eller ikke de rigtige forhold, hvis du gerne vil se mere liv derude), kan en planet blive fanget i en sneboldfase og aldrig flytte ud af den. Det hele er også op til kulstofcyklussen.
Videnskabsmænd troede, at der for vulkanisk aktive planeter, ville der være en gradvis frigivelse af CO2 bundet i klipper, og at det med tiden ville varme atmosfæren, da det ikke kan fjernes ved regn. Men hvis undersøgelsen er korrekt, kunne en lille mængde udsat jord og regnen, der falder på det, afbalancere frigivet CO2 og holde planeten i en evig nær-sneboldtilstand. Kun en lille mængde jord ville nogensinde være isfri. I dette scenarie kan livet muligvis være usandsynligt.
Generelt viser resultaterne af denne undersøgelse, hvor komplekse planeter er. Hver af dem er i en unik situation, og den foreløbige etiket om beboelig eller ikke-beboelig er bare et udgangspunkt. Der er et enormt antal variabler, der former hver eksoplanet, vi opdager.
Det er sikkert at sige, at vi kan udelukke et stort antal planeter med hensyn til beboelsesmuligheder. Hot Jupiters for eksempel brændende varme gasplaneter og kan aldrig understøtte nogen form for livsform, vi kan forestille os.
Men for planeter i den beboelige zone eller på grænserne er vi ikke i stand til at udelukke dem, selvom de forekommer usandsynlige at støtte livet.
Der kræves mere videnskab.
Kilder:
- Pressemeddelelse: Undersøgelsen antyder, at frosne jordlignende planeter kunne støtte liv
- Forskningsartikel: Brugbare snebolde: tempererede landforhold, flydende vand og implikationer for CO2 forvitring
- Wikipedia: Snowball Earth
- Wikipedia: Kryogen periode
