Исследования подтверждают возможность существования жизни на ледяных планетах
Ледяные планеты, которые когда-то считались слишком холодными для поддержания жизни, способны обладать всеми необходимыми условиями для обитания — сообщается в новом исследовании опубликованном в издании AGU Journal of Geophysical Research: Planets. Выяснилось, что у подобных планет вполне могут быть участки суши в районе экватора, где температура достигает необходимого для существования жизни уровня.
Обитаемая зона — это диапазон расстояний от звезды, где на планете теоретически может быть жидкая вода и температура достаточно теплая, чтобы поддерживать жизнь. Планеты в обитаемой зоне могут быть теплыми и умеренными, как Земля, или полностью замороженными, как ледяные планеты.
Геологи подозревают, что Земля в прошлом проходила где-то от одной до трех фаз ледяной планеты, и что морские микроорганизмы, вероятно, выжили хотя бы в один из этих периодов.
В новом исследовании профессор Рай и его коллеги хотели узнать, могут ли районы суши на ледяных планетах достигать температур приемлемых для существования жизни. Они использовали компьютерную программу для моделирования различных климатических переменных на подобных планетах, корректируя такие условия, как количество солнечного света и конфигурацию континентов.
В итоге, исследования показали, что замороженные планеты, подобные Земле, могут поддерживать жизнь. Одной из переменных, которые их интересовали, был углекислый газ. Углекислый газ задерживает тепло и удерживает планету в умеренном климатическом диапазоне; без этого планеты остывают, а океаны замерзают.
Планеты становятся ледяными, когда их атмосферный уровень углекислого газа падает слишком низко из-за комбинации дождя и эрозии. Вода поглощает углекислый газ и превращает его в углекислоту, которая реагирует с камнями на земле во время эрозии. Это взаимодействие больше расщепляет углекислоту. Она связывается с минералами, которые затем переносятся в океаны и в конечном итоге хранятся на морском дне.
Ученые ранее думали, что удаление углекислого газа из атмосферы планеты прекратилось во время фазы обледенения, потому что вся поверхностная вода была заморожена. Но, что удивительно, новое исследование показало, что некоторые ледяные планеты продолжают терять углекислый газ даже после того, как они замерзли. Это означает, что планеты должны иметь некоторое количество незамерзшей суши и случайных осадков, чтобы вода продолжала удалять углекислый газ из атмосферы.
У некоторых из более теплых ледяных планет, которые моделировали авторы исследования, были участки суши достаточно теплые, чтобы удерживать жидкую воду и жизнь, даже в том случае, когда их океаны были заморожены до экватора. Они обнаружили, что участки суши в центре континентов вдали от замерзших океанов могут достигать температуры выше 10 градусов по Цельсию (50 градусов по Фаренгейту). Это намного теплее, чем самая низкая температура, при которой может воспроизводиться жизнь, которая, по оценкам ученых, составляет минус 20 градусов по Цельсию (минус 4 градуса по Фаренгейту).
Результаты также показывают, что планеты, похожие на Землю, могут застревать в состоянии оледенения при определенных условиях. Ученые считали, что планеты выходят из этих фаз из-за постепенного накопления углекислого газа, выделяемого вулканами. Но, по мнению исследователей, выветривание может вытянуть достаточное количество углекислого газа из атмосферы, чтобы уравновесить вулканический выброс, создавая петлю отрицательной обратной связи, где планета никогда не тает.
Полученные данные позволяют предположить, что граница между тем, что является обитаемой планетой, и тем, что не является планетой, может быть не такой четкой, как считали геологи.
