Версия для слабовидящих
У планет-океанов может быть не меньше континентов, чем у Земли Печать Email
Новости науки
13.01.2014
Николас Коэн (Nicolas B. Cowan) и Дориан Эббот (Dorian Abbot) из Северо-Западного университета (США) выступили против едва ли не общепринятой точки зрения о том, что «суперземли» в действительности не имеют ничего общего с нашей планетой. Это касается и условий для поддержания жизни на их поверхности.

Чтобы остаться вовсе без береговой линии, планете-океану надо иметь гидросферу не в одну четырёхтысячную от общей массы (Земля), а хотя бы в десятые доли процента — а ещё лучше в 1%. (Иллюстрация DMCA.)


Краткое содержание предыдущих серий: по расчётам, даже если планета всего на 30–40% больше Земли, она настолько массивна, что должна располагать колоссальной гидросферой (больше гравитация — выше доля лёгких веществ, удерживаемых телом) с непременным всепланетным океаном с глубинами не менее 100 км. В этом случае на дне таких левиафанских солярисов будет давление, при котором даже горячая вода застынет многокилометровым слоем так называемого экзотического льда — а значит, подпитка океана веществами коры и мантии за счёт растворения водой донных пород будет близка к нулю. А без такой подпитки, то есть, скорее всего, без фосфора в воде, заключают многие исследователи, жизнь в том виде, в котором мы её знаем (можно подумать, что мы знаем о ней что-то, кроме единственного примера), нереальна. Вывод: для её поиска стоит обратиться к планетам поменьше, коих открыто пока всего ничего.

Но вернёмся к нашим героям. Они констатируют очевидное: все прежние расчёты велись без учёта тектонической активности. Упрёк не очень серьёзный, благо мы знаем об экзопланетной тектонической активности примерно столько же, сколько об экзопланетной жизни, то есть лишь подозреваем о её существовании. Проведя собственное моделирование, учёные решили, что землеподобные планеты с приличной тектоникой при любой массе (конечно, до газово-льдистых гигантов) будут совсем не такими, как мы только что описали.

Пострадала сама идея всепланетных океанид. Да, соглашаются Коэн и Эббот, воды на массивных экзопланетах будет много. Но то самое огромное давление на дне морском, что будто бы угрожает образованием экзольдистой оболочки, повсеместно изолирующей литосферу от гидросферы, приведёт к интенсивному закачиванию воды в мантию через кору. Такие же процессы идут и на Земле, но как много воды «закачивается» внутрь планеты, честно говоря, не очень ясно.

Зато ясно другое: по мере роста давления на дне мирового океана вода будет уходить в мантию интенсивнее, а поскольку объём последней несопоставимо больше гидросферы, океан в принципе не может покрыть всю планету, если доля воды не достигнет некоей огромной величины. Что значит «огромной»? Расчёты авторов показывают, что даже на «суперземле», имеющей долю воды в своей массе, в 80 раз превышающую земной показатель, глубокий водный цикл всё равно не даст образоваться всепланетному океану. И, да, континенты останутся.

И это значит не только то, что геосфера сможет подпитывать поверхность нужными для жизни веществами через тектонику плит, и не только то, что сплошного экзольдистого покрова явно не будет. Многие полагают, что для долговременного существования жизни планете нужен углеродный цикл; благодаря ему даже после катастрофической разбалансировки климата теми же, к примеру, парниковыми газами лишний углекислый газ будет связан в карбонатных породах, как это случилось около 50 млн лет назад на Земле. При нехватке этого газа в атмосфере его поглощение, напротив, резко снизится, и со временем концентрация восстановится, что не даст планете навеки замёрзнуть. Однако без континентов, играющих важную роль в связывании углекислого газа, такой углеродный цикл не будет эффективным и планета-океан в ряде случаев может необратимо разбалансироваться, вплоть до выкипания или же полного замерзания.

«Такая обратная связь (углеродный цикл. — Прим. ред.), вероятно, не может работать на планетах-океанидах, а это значит, что у них гораздо более узкая обитаемая зона, — поясняет Дориан Эббот. — Показав, что "суперземли" будут иметь континенты с вероятностью, которая в 80 раз выше прежних воззрений, мы резко "улучшили" их шансы на обладание землеподобным климатом».

Но вполне ли безупречны эти расчёты? Существует множество неизвестных, которые пока нельзя корректно внести в уравнения. Есть ли на «суперземлях» тектоника плит? Каково содержание воды в той же земной мантии и, следовательно, каковы реалистичные значения для «суперземель»?.. Пока всё это требует прояснения, да и другие исследования указывают, что стабильность климата для планет с более плотной атмосферой может обеспечиваться вне всякой связи с углеродным циклом.

Наконец, мы по-прежнему остаёмся террашовинистами в том, что касается определения орбит, пригодных для «размещения» обитаемых планет. Как показали специалисты Абердинского университета (Шотландия), нынешняя зона обитаемости — это, по сути, зона обитаемости поверхности. Вместе с тем известно, что сложная многоклеточная жизнь на Земле «заглубляется» в планету на два с лишним километра, а достоверно обнаруженная одноклеточная жизнь — на 5,3 км. Не кажется ли вам, что если бы мы почаще бурили, то нашли бы её как минимум на глубине до 10 км, то есть там, где температура в значительной степени не зависит от излучения Солнца, а определятся лишь нагревом от недр?

Шотландские учёные уверены: зона обитаемости «суперземель» не уже, а шире нынешних оценок; надо просто избавиться от избытков шовинизма! (Иллюстрация University of Aberdeen.)


Ну а в случае Солнечной системы, полагают шотландцы, внешнюю границу зоны обитаемости надо отодвинуть от орбиты Марса (где её располагают сегодня) по меньшей мере втрое — до 5, а то и 10 астрономических единиц, к Юпитеру и Сатурну с их спутниками. Очевидно, что для «суперземель», где фактор внутреннего тепла намного важнее, такая корректировка может быть ещё более значимой. Напомним: речь идёт не столько о вопросах сугубо теоретических, сколько об обитаемости ближайших из известных землеподобных планет — Глизе 581 g и d, двух предполагаемых «суперземель»-океанид, отстоящих от нас на какие-то 20 световых лет.

Отчёт об исследовании опубликован в издании Astrophysical Journal, а его препринт можно полистать здесь.

Подготовлено по материалам Северо-Западного университета.

Источник - http://compulenta.computerra.ru/universe/astronomy/10010786/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта