כאשר אסטרונומים מגלים exoplanet חדש, אחד השיקולים הראשונים הוא אם הכוכב נמצא באזור המגורים, או מחוצה לו. תווית זו תלויה במידה רבה בשאלה אם הטמפרטורה של כדור הארץ מאפשרת מים נוזליים או לא. אבל כמובן שזה לא כל כך פשוט. מחקר חדש מעלה כי עולמות קפואים וקפואים עם אוקיינוסים קפואים לחלוטין עשויים למעשה לאזורים יבשתיים הניתנים למגורים שנותרו למגורים.
המחקר החדש פורסם בכתב העת AGU למחקר גיאופיזי: כוכבי לכת. הוא מתמקד באופן בו CO2 עוברת על פני כדור הארץ וכיצד הוא משפיע על הטמפרטורה של כדור הארץ. הכותרת היא "כדורי שלג הרגלים: תנאי קרקע ממוזגים, מים נוזליים והשלכות על CO2 בליה. "
כוכב לכת של שלג הוא כוכב לכת הדומה לכדור הארץ, אך כאשר האוקיינוסים קפואים עד קו המשווה. זה נפרד מתקופת קרח, כאשר קרחונים צומחים ויריעות קרח קוטביות מתרחבות, ולעתים נעשות בעובי של כמה קילומטרים. בעידן קרח, האוקיאנוסים המשווניים נשארים נקיים מקרח.
אבל כוכב לכת של שלג קפוא יותר ביסודיות מזה. בכוכב כדור שלג כל האוקיינוסים מכוסים בקרח, כולל אוקיינוסים משווניים. מדענים חשבו בכוכבי הלכת הללו להיות מיושבים, מכיוון שאין מים נוזלים על פני השטח.
כדור הארץ התנסה לפחות בשלושה שלבים של כדור שלג בתולדותיו. החיים סבלו את השלבים הללו מכיוון שצורות החיים היחידות היו מיקרואורגניזמים ימיים. אז השאלה היא שכשאנחנו מסתכלים על Exoplanet של כדור שלג באזור המגורים של הכוכב שלו, האם ייתכן שהחיים שורדים שם, אחרי הכל?
המחקר החדש הזה אומר כן, או לפחות, אולי.
הסופרת הראשית של מחקר חדש זה היא אדיב פרדייז, אסטרונום ופיזיקאי מאוניברסיטת טורונטו, קנדה. גן העדן מסכם את המצב בתמציתיות: "יש לך כוכבי לכת אלה שבאופן מסורתי אתה יכול לשקול שהם לא ראויים למגורים, ו <strong> מחקר חדש זה מציע שאולי הם יכולים להיות כאלה."
"אנחנו יודעים שכדור הארץ היה ראוי למגורים דרך פרקי כדור השלג שלה, מכיוון שהחיים התעוררו לפני פרקי כדור השלג שלנו והחיים נותרו הרבה מעבר לזה", אמרה פרדייז בהודעה לעיתונות. "אבל כל חיינו היו באוקיינוסים שלנו באותה תקופה. אין שום דבר על הארץ. "
גן העדן ושאר הצוות רצו לחקור את הרעיון שאפילו בכוכב כדור שלג, אזורים יבשתיים מסוימים עשויים להישאר מקיימים חיים. הם השתמשו במודלים ממוחשבים כדי לדמות משתני אקלים שונים בעולמות כדור השלג התיאורטי. הם התאימו את תצורת היבשות, את כמות אור השמש ומאפיינים אחרים של עולמות כדור השלג התיאורטי שלהם. הם התמקדו גם ב- CO2.
CO2 הוא גז חממה, כמובן. זה מאפשר לאווירה של כוכב לכת ללכוד חום וזה יכול לעזור לשמור על כדור הארץ ממוזג. לא מספיק מזה, וכוכב לכת יכול להקפיא מוצק. יותר מדי, והטמפרטורות יכולות לעלות מעבר לטווח שהחיים יכולים לשרוד.
CO2 עוקב אחר מחזור ידוע בחיי כוכב לכת. הכמות שנמשכת באטמוספרה תלויה בגשמים ושחיקה. המים בגשמים סופגים CO2 והופכים אותם לחומצה פחמית. ברגע שהוא נמצא על פני כדור הארץ, החומצה הפחמית מגיבה בסלעים. התגובות הללו מפרקות את החומצה הפחמית והיא נקשרת במינרלים. בסופו של דבר אותו פחמן עושה את דרכו אל האוקיאנוס ונשמר על קרקעית האוקיינוס.
אבל ברגע שהמשטח של כדור הארץ של כדור שלג מוצק, שום דבר מזה לא יכול לקרות. סילוקו של CO2 מהאטמוספרה נעצר מת בעקבותיו. אין גשמים ואין אדמות חשופות.
אבל בהדמיות שלהם, כמה מכוכבי הלכת של כדור הכדור שלג שלהם המשיכו לאבד CO2 CO2 באטמוספירה גם לאחר שקפאו. זה מרמז על שני דברים: חייבת להיות איזו קרקע נטולת קרח, ודאי שיש מעט גשמים.
בחלק מההדמיות, חלק מכוכבי הלכת של כדור הכדור שלג היו חמים יותר מאחרים. בין אלה, בחלקם היו שטחים יבשתיים שנשארו חמים מספיק כדי להמשיך במחזור הפחמן: היו גם גשמים וגם סלע חשוף. אזורים לא קפואים היו במרכז היבשות, הרחק מהאוקיאנוסים הקפואים. טמפרטורות מסוימות באזורים אלה הגיעו לגובה של 10 צלזיוס (50 F.) מכיוון שמדענים חושבים שהחיים עדיין יכולים להמשיך ולהתרבות בטמפרטורות הנמוכות -20 צלזיוס (-4 F.), אז ממצאים אלו סוללים את הדרך לחיים לשרוד בכוכבי כדור שלג, ממש כמו שקרה בשלבי כדור הארץ השלג של כדור הארץ עצמו.
אך המחקר מצא גם משהו אחר. בתנאים הנכונים, (או לא בתנאים הנכונים, אם תרצה לראות יותר חיים שם בחוץ), כוכב לכת יכול להילכד בשלב של כדור שלג ולעולם לא לצאת ממנו. זה הכל תלוי במחזור הפחמן.
מדענים נהגו לחשוב שלכוכבי לכת פעילים וולקניים, יש שחרור הדרגתי של CO2 המשורב בסלעים, ועם הזמן זה יחמם את האווירה, מכיוון שלא ניתן יהיה להסיר אותה על ידי גשמים. אבל אם יש מחקר נכון, אז כמות קטנה של אדמה חשופה, והגשם הנופל עליה, עלולה לאזן בין CO2 משוחרר ולהשאיר את כדור הארץ במצב של כדור שלג כמעט מתמיד. רק כמות קטנה של אדמות תהיה אי פעם נטולת קרח. בתרחיש זה החיים עלולים להיות לא סבירים.
בסך הכל, תוצאות המחקר מראות עד כמה כוכבי לכת מורכבים. כל אחד מהם נמצא במצב ייחודי, והתווית המקדימה של מגורים או בלתי ראויים למגורים היא רק נקודת מוצא. ישנם מספר עצום של משתנים המעצבים כל אקסופלנט שאנו מגלים.
אפשר לומר שאנחנו יכולים לשלול מספר גדול של כוכבי לכת מבחינת הרגלי הגידול. צדקנים חמים, למשל, מבעבעים כוכבי לכת גז חם, ולעולם אינם יכולים לתמוך בשום סוג של צורת חיים שאנו יכולים לחזות בעצמם.
אבל לגבי כוכבי לכת באזור המגורים, או בגבולות, איננו יכולים לשלול אותם, אפילו אם נראה שהם לא תומכים בחיים.
יש צורך במדע נוסף.
מקורות:
- הודעה לעיתונות: המחקר מציע כי כוכבי לכת קפואים דמויי כדור הארץ עשויים לתמוך בחיים
- עבודת מחקר: כדורי שלג ראויים להחלפה: תנאי קרקע ממוזגים, מים נוזליים והשלכות על CO2 בליה
- ויקיפדיה: כדור שלג כדור הארץ
- ויקיפדיה: התקופה הקריוגנית
