Galaxie je zaplavena na potenciálně obyvatelných planetách a dalekohledy nové generace se připravují, aby prohledaly atmosféru těchto mimozemských světů a hledaly náznaky životních podmínek. Ale ve zvratu tým vědců použil počítačové simulace, aby zjistil, co by mohlo některé z těchto slibných planet zničit, a výsledky ukazují, že ne každý závan života bude jistě požárem.
Související obsah
- Tajemný marťanský „květák“ může být nejnovějším náznakem mimozemského života
- NASA představuje obří ledovou kostku s koly pro objevování cizích oceánů
Vědci v Německu začali s modelem světa podobného Zemi, který je zcela pokryt oceánem. Tým poté použil globální klimatické modely, aby zjistil, co se stane, když se množství oxidu uhličitého ve vzduchu zvýší.
Simulace ukázaly, že v určitém bodě je klima planety nestabilní a přechází do stavu zvaného vlhký skleník s teplotami nad 134 stupňů Fahrenheita.
Jako dehydratovaný člověk v parní lázni je jedním z důsledků tohoto bobtnavého stavu ztráta vody. Teplo začíná spouštět změny atmosférických vrstev, které umožňují vyšší vodní páry. To znamená, že více ultrafialového světla ze slunce může zasáhnout molekuly vody a rozložit je na vodík a kyslík. Atomy kyslíku se rekombinují, zatímco vodík uniká do vesmíru.
„V tom okamžiku budete ve stavu, kdy začnete rychle ztrácet vodu, “ říká vedoucí studie Max Popp z institutu Max Planck pro meteorologii.
Po několika milionech let by se veškerá voda na planetě vypařila, tým tento týden informuje agenturu Nature Communications . Pokud by vodní svět začal atmosférou, jako je Země - většinou dusíkem s menší částí kyslíku a stopovými plyny - výsledným výsledkem by byl suchý svět s většinou dusíkovou atmosférou.
Studie naznačuje, že nalezení vody - nebo dokonce kyslíku - v atmosféře vzdálené planety nemusí nutně znamenat, že je pro život pohostinná. Například planeta ve vlhkém skleníkovém stavu by mohla generovat velké množství kyslíku, protože se vodní pára rozpadá, ne kvůli tomu, že by nějaké živé látky produkovaly plyn, říká James Kasting, profesor planetární vědy na Penn State University, který zhodnotil článek pro zveřejnění.
Model také ukázal, že CO2 je skutečně efektivní skleníkový plyn, více, než předpokládalo mnoho vědců, říká Popp. Jakmile se planeta dostane do vlhkého skleníkového stavu, je těžké se vrátit. I když se koncentrace CO2 sníží na polovinu, planetu moc nezchladí, jakmile nastanou plynulé podmínky.
Důvodem jsou mraky. Vědci si mysleli, že vodní pára bude udržovat teplo efektivněji než CO2, ale mraky tuto situaci mění a umožňují CO2, aby byl lepší lapač tepla.
I když to všechno znělo ve věku stoupajících hladin CO2 na Zemi, Popp zdůrazňuje, že tyto simulace se nevztahují na naši planetu. Počáteční globální průměrná teplota použitá pro tuto studii byla 10, 8 ° Fahrenheit teplejší než dnes Země. Chcete-li se dostat na tuto teplotu, musíte tlačit koncentraci oxidu uhličitého zhruba čtyřikrát vyšší, než je nyní, možná více.
Simulace také nebyly provedeny se skutečně realistickou planetou. Idealizovaný model předpokládá, že tato planeta je na dokonale kruhové oběžné dráze, že leží ve stejné vzdálenosti, než je Země od Slunce a že se točí přibližně stejnou rychlostí, ale není nakloněna na své ose. Vědci předpokládali, že neexistují žádné oceánské proudy, žádné kontinenty ani ledové čepice a jejich globální oceán je hluboký jen 164 stop.
To je částečně způsobeno potřebou výpočetního výkonu, ale také tým mohl jasněji vidět dynamiku a zpětné vazby. Zahrnovaly účinky mraků a tlaku vodní páry ve vzduchu a považovaly vodu za hlavní složku atmosféry, což předešlo několik předchozích studií, říká Kasting.
Práce nabízí určitý vhled do sesterské planety Země, Venuše, která začala zhruba se stejnými surovinami, ale brzy ztratila vodu. Jedním z klíčových rozdílů je však to, že raná Venuše byla pravděpodobně ještě teplejší než jejich virtuální startovní svět. "Venuše měla o 35 nebo 40 procent vyšší sluneční záření než Země, " říká Popp. Planeta mohla být vlhkým skleníkem, ale ne na dlouho, říká, a možná to nikdy nemělo oceány.
Kasting souhlasí a dodává, že v posledním desetiletí se konsenzus ustálil kolem teorie, že Venuše byla stále pokryta do značně roztaveného povrchu, když planeta začala ztrácet vodu.
Jedna z věcí, kterou tato studie dělá, je podle Kastinga pomoc při definování vnitřního okraje obyvatelné zóny, oblasti kolem hvězdy, kde by planeta měla být schopna na svém povrchu přijímat kapalnou vodu. Simulace jako toto pomáhají definovat, jak velkou roli může hrát složení atmosféry, a ukazují, jaké jsou možnosti.
"Chodíte přímo do uprchlého skleníku nebo skončíte ve vlhkém skleníku?" on říká. Přímé zobrazování exoplanet - něco, co je pro budoucnost světů velikosti Země stále v budoucnu - by mohlo jednoho dne pomoci odpovědět na tuto otázku tvrdými údaji o stabilních kvalitách skutečné planety.
