Pladetektonik ikke nødvendig for fremmede liv?

Kunstnerens koncept af Kepler-69c, en planet i superstørrelse i den beboelige zone af sin stjerne omkring 2.700 lysår fra Jorden i stjernebilledet Cygnus. Ny forskning viser, hvordan sådanne stenede verdener, selvom de ikke har pladetektonik, stadig kan understøtte livet. Billede via NASA.

Pladetektonik har længe været antaget at have været nødvendig for udviklingen af ​​livet på Jorden, delvis på grund af at det gjorde det lettere for vulkaner at frigive essentielle gasser i atmosfæren. Men nu antyder ny forskning, at det slet ikke er tilfældet, hvilket også kan betyde en større chance for, at planeter uden pladetektonik også kan være vært for livet. De nye fund kommer fra geovidenskabsfolk i Penn State og er blevet offentliggjort i det peer-reviewede tidsskrift Astrobiology .

Ifølge Bradford Foley, assisterende professor i geovidenskaber:

Vulkanisme frigiver gasser i atmosfæren, og derefter gennem forvitring trækkes kuldioxid ud fra atmosfæren og bundfældes i overflader klipper og sediment. Ved at afbalancere disse to processer holder kuldioxid på et bestemt niveau i atmosfæren, hvilket virkelig er vigtigt for, hvorvidt klimaet forbliver tempereret og egnet til liv.

Jordens tektoniske plader. Trekanterne viser også, hvor plommer af varmt materiale fra mantelen op til overfladen mellem pladerne. Billede via Encyclopedia Brittanica.

Det er vigtigt, at de fleste af Jordens vulkaner er placeret i kanterne af tektoniske plader, hvor subduktion kan hjælpe carboncykelprocessen ved at skubbe kulstof ind i mantlen. Dette var vigtigt for, at livet kunne udvikle sig og blomstre på Jorden, og forskere antog derfor, at tektoniske plader også ville være nødvendige for, at livet kunne udvikle sig på andre verdener.

Indtil videre er Jorden den eneste planet, der vides at have pladetektonik, hvor skorpen er opdelt i stykker (plader), der flyder oven på mantlen, skønt der nu er noget bevis for, at Jupiters måne Europa også gør. Når en planet ikke har pladetektonik, kaldes den en stillestående lågplanet, hvor skorpen er en kæmpe, ubrudt sfærisk plade i sig selv.

Foley og hans kolleger ville undersøge, om pladetektonikker virkelig var så nødvendige som tænkt, så de skabte en computermodel af en planetes livscyklus. De ønskede at vide, hvor meget varme en planet kunne tilbageholde efter dannelsen - det varme varme, eller mængden af ​​varme og varmeproducerende elementer til stede, når en planet dannes. Tanken var, at der ville være mindre varme til rådighed for klimaet i stillestående lågplaneter, hvilket betyder mindre vulkanisme og mindre flydende vand.

De tre hovedtyper af tektoniske pladegrænser: divergerende, konvergerende og transformerende. Billede via US Geological Survey.

Forskerteamet kørte hundreder af computersimuleringer med forskellige størrelser og kemiske sammensætninger af en planet og fandt, at selv stillestående lågplaneter kan fastholde nok varme til flydende vand i milliarder af år. De kunne endda opretholde livet i op til ca. 4 milliarder år, svarende til Jordens “levetid” indtil videre. Vulkanisme kan stadig forekomme, selvom den er kortere end på planeter med tektoniske plader. Som forklaret af ndrog Smye, adjunkt i geovidenskab:

Du har stadig vulkanisme på stillestående lågplaneter, men den er meget kortere end på planeter med pladetektonik, fordi der ikke er så meget cykling. Vulkaner resulterer i en række lavastrømme, som over tid er begravet som lag af en kage. Klipper og sediment opvarmes mere, jo dybere de er begravet.

Dette er gode nyheder for stenede planeter, som ikke har pladetektonik - de kan stadig være i stand til at støtte livet. På jorden kører kuldioxid vej til overfladen med vand gennem subduktionsfejlzoner, men på planeter uden pladetektonik kunne det stadig gøre det med tilstrækkelig varme og tryk ved at flygte fra klipper gennem afgasningsprocessen. Som Foley bemærkede:

Der er en sød plet rækkevidde, hvor en planet frigiver nok kuldioxid til at forhindre, at planeten fryser over, men ikke så meget, at vejret ikke kan trække kuldioxid ud af atmosfæren og holde klimaet tempereret.

Den revne, iskolde overflade af Jupiters måne Europa. Det menes nu, at Europa kan have pladetektonik, der ligner Jorden. Billede via NASA.

Resultaterne understreger, hvordan en planets sammensætning vil påvirke dens potentielle beboelsesevne; livet kan stadig være lettere at udvikle på en planet med pladetektonik, men planeter, der mangler pladetektonik, kan stadig have en god chance for, at livet starter, under hensyntagen til faktorer som tilgængeligt vand, stabilt klima, kemiske næringsstoffer osv. Som Smye konkluderede:

Et interessant hjemstedspunkt i denne undersøgelse er, at den oprindelige sammensætning eller størrelse af en planet er vigtig for at sætte banen til beboelsesevne. En planets fremtidige skæbne er sat fra starten af ​​sin fødsel.

Nederste linje: Forskere har længe troet, at pladetektonik var nødvendig for, at livet kunne udvikle sig på Jorden og i forlængelse heraf også på andre planeter. En ny forskningsundersøgelse viser, at dette muligvis ikke er sandt, og mange stenede exoplaneter uden tektoniske plader kunne stadig understøtte liv af en eller anden art.

Kilde: Carboncykling og bevaring af stillestående lågplaneter i jordstørrelse

Via Penn State News