A galaxis elmosódik a potenciálisan lakható bolygókban, és a következő generációs távcsövek készülnek felkészülni ezen idegen világok légkörének felkutatására, az életbarát körülményekre utalva. De csavarodva, egy tudósok egy csoportja számítógépes szimulációkat használt, hogy megtudja, mi ölheti meg ezen ígéretes bolygók némelyikét, és az eredmények azt mutatják, hogy az élet minden egyes szaga nem lesz biztos tűz.
kapcsolodo tartalom
- Titokzatos marsi "karfiol" lehet az idegen élet legújabb tippe
- A NASA az óriás óceán felfedezéséhez kerekes kereket mutat be
A németországi tudósok egy Földszerű világ mintájával kezdték, amelyet teljesen óceánok takartak le. Ezután a csapat globális éghajlati modelleket használt, hogy megnézze, mi történik, amikor a levegő széndioxid-mennyisége megemelkedik.
A szimulációk azt mutatták, hogy egy bizonyos ponton a bolygó éghajlata instabilvá válik, és egy nedves üvegháznak nevezett állapotba kerül, 134 Fahrenheit fok felett.
Mint a gőzfürdőben lévő kiszáradt embernek, ennek a duzzadó állapotnak az egyik következménye a vízvesztés. A kezdéshez a hő olyan változásokat vált ki a légköri rétegekben, amelyek lehetővé teszik a vízgőzök kevesebb keverését. Ez azt jelenti, hogy a Napból származó több ultraibolya fény elérheti a vízmolekulákat, és hidrogénné és oxigénné bonthatja fel őket. Az oxigénatomok rekombinálódnak, míg a hidrogén kilép az űrbe.
"Ezen a ponton olyan állapotban leszel, ahol gyorsan elveszíti a vizet" - mondja Max Popp, a Max Planck Meteorológiai Intézet tanulmányvezetője.
Több millió év elteltével a bolygó összes víz elpárologna - jelentette be a csapat a héten a Nature Communications-ben . Ha a vízvilág olyan atmoszférával indulna, mint a Föld - főleg nitrogén, kisebb mennyiségű oxigénnel és nyomgázokkal -, akkor a végeredmény egy száraz világ, többnyire nitrogén atmoszférával.
A tanulmány azt sugallja, hogy a víz - vagy akár az oxigén - megtalálása a távoli bolygó légkörében nem feltétlenül jelenti azt, hogy vendégszerető az életben. Például egy nedves üvegházhatású bolygó sok oxigént termelhet, amikor a vízgőz szétesik, nem pedig a gázt előállító élő dolgok miatt - mondja James Kasting, a Penn State University bolygótudományi professzora, aki áttekintette a papírt közzétételre.
A modell azt is kimutatta, hogy a CO2 valóban hatékony üvegházhatású gáz, sokkal inkább, mint sok tudós feltételezte - mondta Popp. Miután egy bolygó nedves üvegházhatású állapotba kerül, nehéz visszamenni. Még akkor is, ha a CO2-koncentrációt felére csökkentik, nem hűti a bolygót, mihelyt a gőzös körülmények átveszik.
Ennek oka a felhők. A tudósok azt gondolták, hogy a vízgőz hatékonyabban fogja megtartani a hőt, mint a CO2, de a felhők megváltoztatják ezt a helyzetet, és lehetővé teszik, hogy a CO2 legyen a jobb hővezető.
Noha ez a Föld növekvő CO2-szintjének korában rettenetesen hangzik, Popp hangsúlyozza, hogy ezek a szimulációk nem vonatkoznak a bolygónkra. A tanulmányhoz felhasznált kezdeti globális átlaghőmérséklet 10, 8 Fahrenheit fok volt melegebb, mint a mai Föld. Ahhoz, hogy elérjük ezt a hőmérsékletet, a szén-dioxid koncentrációját megközelítőleg négyszer magasabbra kell állítani, mint most, talán többet.
A szimulációkat szintén nem valósághű bolygóval végezték el. Az idealizált modell feltételezi, hogy ez a bolygó tökéletesen kör alakú pályán van, hogy ugyanabban a távolságban fekszik, ahogy a Föld a Napotól van, és hogy ugyanolyan sebességgel forog, de nem hajlik a tengelyére. A kutatók feltételezték, hogy nem léteznek óceánáramok, kontinensek és jégsapkák, és globális óceánuk mindössze 164 láb mély.
Ez részben a szükséges számítási teljesítmény miatt, hanem azért is, hogy a csapat jobban megértse a dinamikát és a visszajelzéseket. Magában foglalta a felhők és a levegőben lévő vízgőz nyomásának hatásait, és a vizet a légkör egyik fő alkotóelemeként kezelte, amit korábbi tanulmányokból kihagytak - mondja Kasting.
A munka némi betekintést nyújt a Föld testvérvárosához, a Vénuszhoz, amely nagyjából ugyanazokkal az alapanyagokkal indult, de korán elvesztette a vizét. Az egyik legfontosabb különbség az, hogy a korai Vénusz valószínűleg még forróbb volt, mint a virtuális induló világuk. "A Vénusz napsugárzása 35 vagy 40 százalékkal magasabb volt, mint a Földnél jelenleg" - mondja Popp. Lehet, hogy a bolygó nedves üvegház volt, de nem sokáig, mondja, és valószínűleg soha nem voltak óceánjai.
Kasting egyetért azzal, hogy hozzáteszi, hogy az elmúlt évtizedben a konszenzus azon elmélet körül alakult ki, miszerint a Vénusz még mindig nagymértékben megolvadt felületű volt, amikor a bolygó elkezdett veszíteni a vízéből.
Az egyik dolog, amit ez a tanulmány tesz - mondja Kasting -, hogy segítsen meghatározni a lakható zóna belső szélét, egy csillag körüli régiót, ahol a bolygónak képesnek kell lennie folyékony víz felvételére a felületén. Az ilyen szimulációk meghatározzák, milyen nagy szerepet játszhat a légköri összetétel, és megmutatják, milyen lehetőségek rejlenek.
"Közvetlenül elmenekül az üvegházba, vagy nedves üvegházba kerül?" mondja. Az exoplanetek közvetlen képalkotó képességei - ami még mindig a jövőben van a Föld méretű világok számára - előfordulhat, hogy egy napon a valódi bolygó gőzös tulajdonságaival kapcsolatos kemény adatokkal megválaszolhatja ezt a kérdést.
