Вчені вважають, що за однакових умов освітлення зорею молоді планети краще підтримують життя, ніж давні. Це пов’язано з тектонічною активністю, яка нормалізує вуглецевий цикл, що сприяє встановленню на планеті помірно теплого клімату.
Молоді планети та внутрішнє тепло
Вчені звернули увагу на те, що клімат екзопланет може визначатися їхнім віком краще, ніж точністю потрапляння у середину «зони життя». Традиційний погляд на їхню придатність до життя відводить ключову роль наявності кругової орбіти, яка лежить не дуже близько і не занадто далеко від зорі.
У новому дослідженні, опублікованому в The Astrophysical Journal Letters, дослідники припустили, що молоді планети краще можуть підтримувати сприятливі для життя умови. Бо чим старшою є планета, тим далі у ній зайшов процес розпаду радіоактивних елементів, які є джерелом її внутрішнього тепла і живлять тектонічну активність.
Саме по собі внутрішнє тепло складає невелику частку від того, що планета отримує від зорі. Однак рух літосферних плит та вулканічні процеси є частиною глобальної системи терморегуляції. Зокрема, через них відбувається дегазація магми й в атмосферу потрапляє вуглекислий газ, який підсилює парниковий ефект.
Вуглецевий цикл та позитивна роль парникового ефекту
Зазвичай про парниковий ефект говорять як про щось негативне. На сучасній Землі він справді приносить багато лиха. Однак якщо планета отримує недостатньо тепла від зорі, саме він може допомогти їй стати придатною для життя.
Найкращий теплий клімат встановлюється на планеті, коли вона отримує не дуже багато тепла від зорі, але вуглецевий цикл на ній є збалансованим. Останній являє собою сукупність процесів перетворення одних сполук, що містять карбон, на інші. І тектонічні процеси — це те, що забезпечує планету все новими й новими порціями CO2, який можна запускати у колообіг.
Скільки часу планета лишатиметься тектонічно активною?
Коли глибини планети охолоджуються, дегазація та надходження вуглекислого газу припиняються. Це залежить від початкової кількості радіоактивних речовин на небесному тілі. Встановити їхній вміст сучасними методами напряму неможливо. Тому вчені спробували проаналізувати спектр зір, навколо яких обертаються відомі світи за межами Сонячної системи.
Поєднавши ці вимірювання з теоретичними моделями, вчені дійшли висновку, що в найгіршому випадку тектонічна активність на планетах, подібних до Землі, припиняється значно раніше, ніж її теперішній вік.
На деяких із відкритих екзопланет радіоактивне паливо мало б закінчитися вже за 2 млрд років після утворення. Відповідно, тоді ж мав би зруйнуватися і вуглецевий цикл. Для планет, масивніших за Землю, мінімальні строки застигання глибин більші й складають 5—6 млрд років.
З усього вищепереліченого можна зробити кілька висновків. По-перше, нам дуже пощастило, що наша планета має достатньо торію та урану. Без них біосфера до істот, що здатні активно продукувати парникові гази, могла б і не дожити.
По-друге, дійсно, придатні умови для життя мають існувати переважно на молодих планетах з активними тектонічними процесами. Вірогідність існування життя на давніх планетах, які обертаються навколо червоних та помаранчевих карликів уже десяток мільярдів років, є значно меншою.
За матеріалами Рhys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтесь: https://t.me/ustmagazine
