Wenn Astronomen einen neuen Exoplaneten entdecken, ist eine der ersten Überlegungen, ob sich der Planet in der bewohnbaren Zone oder außerhalb befindet. Dieses Etikett hängt weitgehend davon ab, ob die Temperatur des Planeten flüssiges Wasser zulässt oder nicht. Aber so einfach ist das natürlich nicht. Eine neue Studie legt nahe, dass gefrorene, eisige Welten mit vollständig gefrorenen Ozeanen tatsächlich bewohnbare Landflächen haben könnten, die bewohnbar bleiben.
Die neue Studie wurde im Journal of Geophysical Research: Planets der AGU veröffentlicht. Es konzentriert sich darauf, wie CO2 einen Planeten durchläuft und wie es die Temperatur des Planeten beeinflusst. Der Titel lautet „Bewohnbare Schneebälle: gemäßigte Landbedingungen, flüssiges Wasser und Auswirkungen auf CO2 Verwitterung."
Ein Schneeballplanet ist ein Planet ähnlich der Erde, aber die Ozeane sind bis zum Äquator gefroren. Es ist getrennt von einer Eiszeit, in der Gletscher wachsen und sich polare Eisplatten ausdehnen und manchmal mehrere Kilometer dick werden. In einer Eiszeit bleiben die äquatorialen Ozeane eisfrei.
Aber ein Schneeballplanet ist gründlicher gefroren. Auf einem Schneeballplaneten sind alle Ozeane mit Eis bedeckt, einschließlich aller äquatorialen Ozeane. Wissenschaftler haben diese Planeten als bewohnbar angesehen, da sich kein flüssiges Wasser auf der Oberfläche befindet.
Die Erde hat in ihrer Geschichte mindestens eine und vielleicht sogar drei Schneeballphasen erlebt. Das Leben ertrug diese Phasen, weil die einzigen Lebensformen marine Mikroorganismen waren. Die Frage ist also, wenn wir einen Schneeball-Exoplaneten in der bewohnbaren Zone seines Sterns betrachten, ist es schließlich möglich, dass das Leben dort überlebt?
Diese neue Forschung sagt ja oder zumindest vielleicht.
Der Hauptautor dieser neuen Studie ist Adiv Paradise, ein Astronom und Physiker an der Universität von Toronto, Kanada. Das Paradies fasst die Situation kurz zusammen: „Sie haben diese Planeten, die Sie traditionell als nicht bewohnbar betrachten, und diese <neue Studie> legt nahe, dass dies möglicherweise der Fall sein kann.“
"Wir wissen, dass die Erde durch ihre eigenen Schneeball-Episoden bewohnbar war, weil das Leben vor unseren Schneeball-Episoden entstanden ist und das Leben lange danach geblieben ist", sagte Paradise in einer Pressemitteilung. „Aber unser ganzes Leben war zu dieser Zeit in unseren Ozeanen. Es gibt nichts über das Land. "
Das Paradies und der Rest des Teams wollten die Idee untersuchen, dass selbst auf einem Schneeballplaneten einige Landgebiete lebenserhaltend bleiben könnten. Sie verwendeten Computermodelle, um verschiedene Klimavariablen auf theoretischen Schneeballwelten zu simulieren. Sie passten die Konfiguration der Kontinente, die Menge des Sonnenlichts und andere Eigenschaften ihrer theoretischen Schneeballwelten an. Sie konzentrierten sich auch auf CO2.
CO2 ist natürlich ein Treibhausgas. Es ermöglicht der Atmosphäre eines Planeten, Wärme zu speichern, und es kann helfen, einen Planeten gemäßigt zu halten. Nicht genug davon, und ein Planet kann fest gefrieren. Zu viel, und die Temperaturen können über einen Bereich hinaus steigen, in dem das Leben überleben kann.
CO2 folgt einem bekannten Zyklus im Leben eines Planeten. Die Menge, die in der Atmosphäre verbleibt, hängt von Niederschlag und Erosion ab. Das Regenwasser absorbiert CO2 und wandelt es in Kohlensäure um. Sobald es sich auf der Oberfläche eines Planeten befindet, reagiert die Kohlensäure mit Gesteinen. Diese Reaktionen bauen die Kohlensäure ab und sie bindet an Mineralien. Schließlich gelangt dieser Kohlenstoff zum Ozean und wird auf dem Meeresboden gespeichert.
Aber sobald die Oberfläche eines Schneeballplaneten fest gefroren ist, kann nichts davon passieren. Die Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre bleibt stehen. Es gibt keinen Niederschlag und kein exponiertes Land.
Aber in ihren Simulationen verloren einige ihrer modellierten Schneeballplaneten auch nach dem Einfrieren atmosphärisches CO2. Das impliziert zwei Dinge: Es muss eisfreies Land geben und es muss etwas Niederschlag geben.
In einigen Simulationen waren einige der Schneeballplaneten wärmer als andere. Einige von ihnen hatten Landflächen, die warm genug blieben, um den Kohlenstoffkreislauf fortzusetzen: Es gab sowohl Niederschläge als auch freiliegendes Gestein. Diese nicht gefrorenen Gebiete befanden sich im Zentrum der Kontinente, weit entfernt von den gefrorenen Ozeanen. Einige Temperaturen in diesen Gebieten erreichten bis zu 10 Grad Celsius. Da Wissenschaftler der Ansicht sind, dass sich das Leben bei Temperaturen von bis zu -20 ° C weiterhin reproduzieren kann, ebnen diese Ergebnisse den Weg für das Leben Überleben Sie auf Schneeballplaneten, genau wie in den Schneeballphasen der Erde (n).
Die Studie fand aber auch noch etwas anderes. Unter den richtigen Bedingungen (oder nicht unter den richtigen Bedingungen, wenn Sie mehr Leben dort draußen sehen möchten) kann ein Planet in einer Schneeballphase gefangen sein und sich niemals aus ihm herausbewegen. Das hängt auch vom Kohlenstoffkreislauf ab.
Früher dachten Wissenschaftler, dass bei vulkanisch aktiven Planeten allmählich CO2 in Gesteinen gebunden wird und dass sich die Atmosphäre im Laufe der Zeit erwärmt, da es nicht durch Regen entfernt werden kann. Wenn die Studie jedoch korrekt ist, könnte eine kleine Menge exponierten Landes und der darauf fallende Regen das freigesetzte CO2 ausgleichen und den Planeten in einem fortwährenden schneebedeckten Zustand halten. Nur eine kleine Menge Land würde jemals eisfrei sein. In diesem Szenario ist das Leben möglicherweise unwahrscheinlich.
Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Studie, wie komplex Planeten sind. Jeder befindet sich in einer einzigartigen Situation, und die vorläufige Kennzeichnung von bewohnbar oder nicht bewohnbar ist nur ein Ausgangspunkt. Es gibt eine enorme Anzahl von Variablen, die jeden Exoplaneten formen, den wir entdecken.
Man kann mit Sicherheit sagen, dass wir eine große Anzahl von Planeten in Bezug auf die Bewohnbarkeit ausschließen können. Heiße Jupiter zum Beispiel versengen heiße Gasplaneten und können niemals irgendeine Art von Lebensform unterstützen, die wir uns vorstellen können.
Aber für Planeten in der bewohnbaren Zone oder an den Grenzen sind wir nicht in der Lage, sie auszuschließen, selbst wenn es unwahrscheinlich ist, dass sie das Leben unterstützen.
Mehr Wissenschaft nötig.
Quellen:
- Pressemitteilung: Studie legt nahe, dass gefrorene erdähnliche Planeten das Leben unterstützen könnten
- Forschungsbericht: Bewohnbare Schneebälle: Gemäßigte Landbedingungen, flüssiges Wasser und Auswirkungen auf CO2 Verwitterung
- Wikipedia: Schneeball Erde
- Wikipedia: Kryogene Zeit
