Kan sneboldplaneter understøtte livet?

Kunstnerens koncept om en sneboldplanet, med dens overflade helt eller næsten helt dækket af is. Billede via NASA / AGU / GeoSpace.

Når det kommer til at søge efter liv uden for solsystemet - i det mindste liv som vi kender det - har fokus en tendens til at være på eksoplaneter, der hverken er for varme eller for kolde. Klippefulde planeter i deres stjernes beboelige zone har den bedste chance for at have vand på deres overflader. Indtil nu har man troet, at lignende verdener, der er dækket af is, sandsynligvis ville være for koldt for livet. Men nu antyder ny forskning, at det måske ikke altid er tilfældet, og at nogle af disse planeter kunne have beboelige landområder.

De nye peer-reviewede fund blev offentliggjort i Journal of Geophysical Research Planets den 18. juli 2019.

Undersøgelsen fokuserer på sneboldplaneter - stenede planeter som Jorden med deres frosne oceaner - som forskere troede var sandsynligvis for koldt til livet. Sådanne verdener ville ikke have noget flydende vand på deres overflader, bare is og lidt eller ingen landområder.

Men den nye forskning finder, at situationen måske ikke altid er så trist, som Adiv Paradise, en astronom og fysiker ved University of Toronto, sagde:

Du har disse planeter, som du traditionelt måske betragter som ikke beboelig, og det antyder, at de måske kan være det.

Ifølge den nye undersøgelse kunne nogle sneboldplaneter stadig have landområder og vand omkring deres ækvatorer. Billede via Gfycat.

Resultaterne antyder, at nogle sneboldplaneter stadig kunne have landområder nær deres ækvatorer, med temperaturer i disse regioner, der er varme nok til at gøre dem mere beboelige. Forskerne brugte et computerprogram til at simulere forskellige klimavariabler, der redegjorde for forhold som mængden af ​​tilgængeligt sollys og konfiguration af landområderne.

Ifølge disse forskere er en af ​​de vigtigste variabler kuldioxid. Som vi ved fra klimaændringsstudier, er kuldioxid stor til at fange varme i en planetens atmosfære. Når der er nok af det, kan en planet forblive varm nok til flydende vand. Men hvis der er for lidt af denne gas, fryser en planet. Mars er et godt eksempel; dens atmosfære er primært sammensat af kuldioxid, men atmosfæren i sig selv er for tynd til at bevare meget varme. Så nu er planeten kold og tør.

Det antages, at sneboldplaneter dannes, når niveauet for kuldioxid i deres atmosfære falder for lavt på grund af regn og erosion. Vandet fra nedbør absorberer kuldioxid og omdanner det til kulsyre. Denne syre reagerer med sten og nedbryder kullsyre yderligere. Derefter binder det sig med mineraler, der føres til havene og opbevares i havbunden.

Graf, der viser forholdet mellem kuldioxid produceret ved vulkanaktivitet og kuldioxid fjernet fra regn og erosion for både tempereret klima og sneboldklima. Planeter kan sidde fast i en sneboldtilstand, når vulkansk aktivitet og vejrforhold balancerer hinanden. Billede via AGU / GeoSpace.

Når hele eller det meste af kuldioxid fjernes fra atmosfæren, fryser planeten og bliver til en sneboldplanet. Disse planeter ville nu være helt kolde og golde på deres overflader, ikke de bedste steder for livet at udvikle sig.

Men hvis den nye undersøgelse er korrekt, er der nogle gode nyheder.

Forskere troede, at fjernelsen af ​​kuldioxid stoppede i sneboldfasen, da alt overfladevand ville blive frosset. Resultaterne tyder imidlertid på, at nogle sneboldplaneter fortsat vil miste kuldioxid, efter at de har frosset. Hvorfor er det godt? Det betyder, at disse planeter stadig skulle have noget ikke-frosset grund og lejlighedsvis nedbør for vand for at fortsætte med at fjerne kuldioxid fra atmosfæren.

Forskerne fandt, at landområder i centrum af kontinenter, væk fra de frosne hav, kunne forblive varme nok til flydende vand. Temperaturerne i disse regioner kunne nå over 50 grader Fahrenheit (10 grader celsius). Den laveste temperatur, som livet, som vi kender det kan gengive, er minus 4 grader Fahrenheit (minus 20 grader Celsius).

Et andet spørgsmål er, hvis en planet bliver en sneboldplanet, forbliver den altid sådan? Eller kan det ændre sig igen? Forskere har teoretiseret, at normalt en planet i sidste ende ville forlade sneboldfasen, hvis der blev frigivet yderligere kuldioxid gennem vulkaner. Jorden selv antages at have gået gennem sine egne sneboldplanetfaser.

Det er dog måske ikke altid sandt, ifølge den nye undersøgelse. Under visse betingelser kan en planet sidde fast i en sneboldplanetstat. Hvis der fortsat blev fjernet nok kuldioxid fra atmosfæren gennem vejrforhold, kunne det udligne kuldioxid, der udsendes af vulkaner. Som et resultat, vil planeten aldrig helt tø ud igen.

Forskere mener, at Jorden selv har gennemgået mindst en til tre sneboldplanetfaser i løbet af dens eksistens. Denne kunstners koncept skildrer det for 720 millioner år siden. Billede via Mikkel Juul Jensen / Spl / Cosmos / CNRS News.

En væsentlig implikation af disse fund er, at linjen mellem hvad vi tænker på som en beboelig planet og en ikke-beboelig planet kan være meget mindre klar, end man engang troede. Som Paradise bemærkede:

Hvad vi finder, er faktisk, at linjen er lidt uklar.

Der er også en anden mulighed at overveje. Hvad hvis en planet havde et hav frosset på overfladen, men stadig væske under? Der er ikke planeter som det i vores solsystem, men der er måner. Især Europa og Enceladus, der har verdenshavene dækket af en isskorpe. Jo mere vi lærer om dem, desto mere ser det ud til, at de faktisk er i stand til at støtte livet. Begge oceaner ser ud til at svare til Jordens oceaner i sammensætning og har nok varme, energi og kemiske næringsstoffer. Vi ved endnu ikke, om der faktisk er noget liv på begge steder, men udsigterne er lovende.

Vi ved ikke, hvor mange sneboldplaneter der er derude, men vi ved allerede allerede, at stenede planeter på jordens størrelse og større ser ud til at være almindelige i vores galakse, baseret på fund fra Kepler-rumteleskopet og andre teleskoper. Det i sig selv er lovende i søgen efter livet andre steder. Og nu viser resultaterne fra denne nye undersøgelse, hvordan de, selvom nogle af disse planeter er meget kolde, stadig kan være beboelige.

Nederste linje: Ny forskning viser, at nogle frosne sneboldplaneter stadig kan være i stand til at støtte liv.

Kilde: Behagelige snebolde: tempererede landforhold, flydende vand og implikationer for CO2-vejrforhold

Via GeoSpace