Łatwo jest myśleć o Ziemi jako o wodnym świecie, z rozległymi oceanami i pięknymi jeziorami, ale w porównaniu z wieloma światami Ziemia jest szczególnie mokra. Nawet lodowe księżyce Jowisza i Saturna mają znacznie więcej wody w stanie ciekłym niż Ziemia. Ziemia jest niezwykła nie dlatego, że ma wodę w stanie ciekłym, ale dlatego, że ma wodę w stanie ciekłym w ciepłej, nadającej się do zamieszkania strefie Słońca. Jako nowe badanie w Komunikacja natury Pokazuje, że Ziemia może być znacznie dziwniejsza, niż myśleliśmy.
Woda jest jedną z najczęstszych cząsteczek we wszechświecie. Wodór jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem we wszechświecie, a tlen jest łatwo wytwarzany w ramach gwiezdnego cyklu syntezy CNO. Spodziewalibyśmy się więc, że bogate w wodę planety będą obfitować w układy gwiezdne. Nie oznacza to jednak, że woda w stanie ciekłym będzie obfita. W naszym Układzie Słonecznym istnieją dwa światy z wodą w stanie ciekłym. Gigantyczne satelity ziemi i gazu.
Podobnie jak inne ciepłe planety typu ziemskiego, takie jak Wenus i Mars, Ziemia w młodości miała wodę w stanie ciekłym. Mars był za młody, by utrzymać wodę. Większość z nich wyparowała w kosmos, a część zamarzła w skorupie powierzchniowej. Wenus była wystarczająco duża, aby pomieścić wodę, ale jej intensywne ciepło spowodowało, że większość z niej wyparowała w gęstej atmosferze. Nadal nie jesteśmy pewni, w jaki sposób Ziemia udaje się zachować swoje oceany, ale prawdopodobnie jest to połączenie silnego pola magnetycznego i dodatkowej pomocy wody z asteroid i komet w okresie ciężkiego bombardowania.
Lodowe księżyce Jowisza i Saturna to inna historia. Znajdowała się na tyle daleko od Słońca, że zatrzymywała wodę, z której powstała. Szybko utworzyły grubą warstwę lodu, aby zapobiec parowaniu wody w kosmos. Ale te księżyce to małe światy i zamarzłyby bardzo szybko, gdyby nie siły pływowe wywierane przez ich gazowe olbrzymy.
Ponieważ planety z zimnym gazem prawdopodobnie mają lodowe księżyce, ogólna koncepcja jest taka, że istnieje większe prawdopodobieństwo znalezienia życia w świecie podobnym do Europy niż w świecie podobnym do Ziemi. Ale to nowe badanie wymaga zmiany. Twierdzi, że woda w stanie ciekłym jest bardziej prawdopodobna na superziemiach.
Liczba egzoplanet odkrytych przez misję Kepler według stanu na maj 2016 r.
Źródło: W. Stenzel/NASA Ames
Superziemie obejmują zakres mas od kilku mas Ziemi do masy Neptuna. Na końcu są prawdopodobnie światy gazowe z gęstą atmosferą. Na małym końcu prawdopodobnie będą bardziej podobne do Ziemi. W oparciu o egzoplanety, które do tej pory znaleźliśmy, super-Ziemie są zdecydowanie najczęstsze. Większość z nich prawdopodobnie znajduje się poza ekosferą swoich gwiazd w chłodniejszych regionach układu gwiezdnego. Jest więc prawdopodobne, że będzie bogaty w wodę. Ale jest również mało prawdopodobne, aby można go było znaleźć na orbicie gazowego olbrzyma, więc ogólnie przyjmuje się, że pokrywa lodowa z czasem zamarznie.
Powodem są różne temperatury zamarzania i topnienia lodu. Rodzaj lodu na Ziemi topi się w temperaturze około 0°C. Ale dotyczy to tylko ziemskiego ciśnienia atmosferycznego. Przy wysokim ciśnieniu istnieje kilka rodzajów lodu o różnych temperaturach topnienia. Chociaż jest to nieco skomplikowane, przy wyższych ciśnieniach lód może mieć znacznie wyższą temperaturę topnienia. Więc nawet jeśli super-Ziemia jest aktywna geologicznie, może nie być wystarczająco ciepła, aby stopić lód.
To nowe badanie pokazuje, że superziemie nie muszą być wystarczająco gorące, aby uformować głęboki ocean. Dzięki ogrzewaniu geotermalnemu i jądrowemu może stopić cienką warstwę wody na swojej powierzchni, a dzięki pęknięciom i różnym przemianom fazowym woda może infiltrować warstwę tuż pod zamarzniętą powierzchnią. Ten proces wystarczyłby do stworzenia bogatej warstwy wody w stanie ciekłym dla oceanów. Ponieważ ciepło gigantycznej Ziemi utrzymuje się przez miliardy lat, może ona utrzymywać płynny ocean wystarczająco długo, aby rozwinęło się życie.
Opierając się na tym, co wiemy o egzoplanetach, oceany gigantycznych Ziemi mogą być 100 razy częstsze niż oceany podobnych do Ziemi światów lub lodowych księżyców. Oznacza to, że życie ma więcej możliwych domów, niż myśleliśmy.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany wszechświat dzisiaj autorstwa Briana Cooperlina. Przeczytać Oryginalny artykuł znajduje się tutaj.
„Amatorski przedsiębiorca. Profesjonalny ekspert od internetu. Człowiek zombie. Nieuleczalny badacz popkultury”.