Galaksija se prostire na potencijalno naseljenim planetima, a teleskopi nove generacije spremaju se za skeniranje atmosfere ovih izvanzemaljskih svjetova tražeći nagovještaje o životnim uvjetima. No, u tijeku je tim znanstvenika koristio računalne simulacije kako bi otkrili što bi moglo ubiti neke od ovih obećavajućih planeta, a rezultati pokazuju da neće svaki životni udar biti siguran pogodak.
Povezani sadržaj
- Tajanstveni marsovski "karfiol" mogao bi biti najnoviji savjet o vanzemaljskom životu
- NASA otkriva divovsku ledenu kocku s kotačima za istraživanje izvanzemaljskih oceana
Znanstvenici u Njemačkoj započeli su s modelom svijeta sličnog Zemlji koji je u potpunosti prekriven oceanima. Tim je potom koristio globalne klimatske modele kako bi vidjeli što se događa kada količina ugljičnog dioksida u zraku poraste.
Simulacije su pokazale da u određenom trenutku klima planete postaje nestabilna i prebacuje se u stanje koje se naziva vlažni staklenik, s temperaturama iznad 134 stupnja Fahrenheita.
Poput dehidriranog čovjeka u parnoj kupelji, jedna od posljedica ovog natečenog stanja je gubitak vode. Za početak, toplina aktivira promjene u atmosferskim slojevima koji omogućuju miješanje vodene pare s višim stupnjem. To znači da više ultraljubičastog svjetla od sunca može pogoditi molekule vode, razbijajući ih u vodik i kisik. Atomi kisika se rekombiniraju, dok vodik bježi u svemir.
"U tom ćete trenutku biti u stanju u kojem brzo gubite vodu", kaže voditelj studije Max Popp iz Meteorološkog instituta Max Planck.
Nakon nekoliko milijuna godina, sva voda na planeti bi isparila, izvijestio je ovaj tjedan tim u Nature Communications . Kad bi vodeni svijet započeo s atmosferom poput Zemljine - uglavnom dušika s manjim udjelom kisika i plinova u tragovima - krajnji bi rezultat bio suh svijet s atmosferom dušika.
Studija sugerira da pronalaženje vode - ili čak i kisika - u atmosferi daleke planete ne znači nužno da je to gostoljubiva za život. Na primjer, planet u vlažnom stakleničkom stanju može stvoriti puno kisika kako se vodena para raspada, a ne zbog bilo kakvih živih bića koja stvaraju plin, kaže James Kasting, profesor planetarnih znanosti na Sveučilištu Penn State koji je pregledao rad za objavu.
Model je također pokazao da je CO2 stvarno učinkovit staklenički plin, više nego što su mnogi znanstvenici pretpostavili, kaže Popp. Jednom kada se planet uđe u vlažno stakleničko stanje, teško se vratiti natrag. Čak i smanjivanje koncentracije CO2 na pola ne hladi planet nakon što su prevladali parni uvjeti.
Razlog su oblaci. Znanstvenici su mislili da će vodena para zadržavati toplinu učinkovitije od CO2, ali oblaci mijenjaju ovu situaciju i omogućavaju da CO2 bude bolji lovac na toplinu.
Iako sve ovo zvuči jezivo u doba porasta razine CO2 na Zemlji, Popp naglašava da se ove simulacije ne primjenjuju na naš planet. Početna globalna prosječna temperatura korištena za ovo istraživanje bila je 10, 8 stupnjeva Farenhajta toplije od Zemlje danas. Da biste došli do te temperature, morali biste gurnuti koncentraciju ugljičnog dioksida otprilike četiri puta veću nego što je sada, možda i više.
Simulacije također nisu napravljene s stvarno realističnim planetom. Idealizirani model pretpostavlja da se ovaj planet nalazi u savršeno kružnoj orbiti, da leži na istoj udaljenosti od Zemlje i da se vrti približno istom brzinom, ali nije nagnut na svojoj osi. Istraživači su pretpostavili da ne postoje okeanske struje, kontinenti i ledene kape, a njihov je globalni ocean dubok samo 164 metra.
To je dijelom zbog potrebne računalne snage, ali također i da bi tim mogao jasnije vidjeti dinamiku i povratne informacije. Uključili su učinke oblaka i pritisak vodene pare u zraku, a vodu su tretirali kao glavni sastavni dio atmosfere, što je izostavljeno u prethodnim istraživanjima, kaže Kasting.
Djelo nudi određeni uvid u planetu sestru Zemlje, Veneru, koja je započela s približno istim sirovinama, ali je rano izgubila vodu. Jedna ključna razlika je, međutim, da je rana Venera vjerojatno još vrelija od njihovog virtualnog starter svijeta. "Venera je imala 35 ili 40 posto veću sunčevu radijaciju nego sada Zemlja", kaže Popp. Planeta je možda bila vlažna staklenica, ali ne zadugo, kaže, i možda nikad nije imala oceane.
Kasting se slaže i dodaje da se tijekom posljednjeg desetljeća ili na taj način konsenzus uskladio oko teorije da je Venera još uvijek bila pokrivena u velikoj otopljenoj površini kada je planet počeo gubiti vodu.
Jedna stvar koju ovo istraživanje čini, kaže Kasting, je pomoć u definiranju unutarnjeg ruba nastanjive zone, regije oko zvijezde u kojoj bi planet trebao biti domaćin tekuće vode na svojoj površini. Simulacije poput ove pomažu u definiranju važne uloge atmosferskog sastava i pokazuju koje su mogućnosti.
"Idete li izravno u bijeli staklenik ili završite u vlažnoj staklenici?" on kaže. Izravno snimanje egzoplaneta - nečega što će u budućnosti još biti i za svjetove veličine Zemlje - moglo bi jednog dana pomoći na ovo pitanje teškim podacima o osobitim kvalitetama planeta.
