Galaksi on uppoutunut potentiaalisesti asuttaville planeetoille, ja seuraavan sukupolven teleskoopit valmistautuvat skannaamaan näiden vieraiden maailmojen ilmapiiriä etsien vinkkejä elämäystävällisistä olosuhteista. Mutta tutkijaryhmä, tutkijaryhmä, käytti käännettäessä tietokonesimulaatioita selvittääkseen, mikä voisi tappaa osan näistä lupaavista planeetoista, ja tulokset osoittavat, että jokainen elämän tuiskahdus ei ole varma tulipalo.
Asiaan liittyvä sisältö
- Salaperäinen marsilainen "kukkakaali" saattaa olla viimeisin vinkki ulkomaalaisen elämästä
- NASA julkisti jättiläismäisen pyörillä tehdyn jääkuuton vieraiden valtamerten tutkimiseksi
Saksan tutkijat aloittivat mallin maapallomaisesta maailmasta, joka oli kokonaan valtamerten peittämä. Ryhmä käytti sitten globaaleja ilmastomalleja nähdäkseen, mitä tapahtuu, kun hiilidioksidin määrä ilmassa nousee.
Simulaatiot osoittivat, että planeetan ilmasto muuttuu tietyssä vaiheessa epävakaana ja siirtyy tilaan, jota kutsutaan kosteaksi kasvihuoneeksi, ja lämpötila on yli 134 astetta Fahrenheit.
Kuten dehydratoitunut ihminen höyryhauteessa, yksi tämän turpoavan tilan seurauksista on veden menetys. Ensinnäkin lämpö laukaisee muutokset ilmakehän kerroksissa, joiden avulla vesihöyry sekoittuu korkeammalle. Tämä tarkoittaa sitä, että enemmän auringon ultraviolettivaloa voi osua vesimolekyyleihin hajottamalla ne vetyksi ja happeksi. Happiatomit yhdistyvät, kun taas vety poistuu avaruuteen.
"Tuolloin olet tilassa, jossa alat menettää vettä nopeasti", sanoo tutkimuksen johtaja Max Popp Max Planckin meteorologiainstituutista.
Usean miljoonan vuoden kuluttua kaikki planeetan vesi haihtuisi pois, tiimi raportoi tällä viikolla Nature Communications -lehdessä . Jos vesimaailma alkaa maapallon kaltaisella ilmakehällä - lähinnä typellä, jolla on pienempi osuus happea ja jälkikaasuja -, lopputuloksena olisi kuiva maailma, jossa on enimmäkseen typpiatmosfääriä.
Tutkimuksen mukaan veden tai jopa hapen löytäminen kaukaisesta planeetan ilmakehästä ei välttämättä tarkoita, että se on vieraanvarainen elämälle. Esimerkiksi kosteassa kasvihuoneessa oleva planeetta voi tuottaa paljon happea vesihöyryn hajotessaan, ei kaasua tuottavien elävien asioiden takia, sanoo Penn State Universityn planeettatieteen professori James Kasting, joka tarkasteli paperia julkaistavaksi.
Malli osoitti myös, että CO2 on todella tehokas kasvihuonekaasu, enemmän kuin monet tutkijat olettivat, Popp sanoo. Kun planeetta on joutunut kosteaan kasvihuonetilaan, on vaikea palata takaisin. Jopa hiilidioksidipitoisuuden leikkaaminen puoliksi ei jäähdytä planeettaa paljon, kun höyryiset olosuhteet ovat siirtyneet.
Syynä on pilvet. Tutkijat olivat ajatelleet, että vesihöyry säilyttäisi lämpöä tehokkaammin kuin CO2, mutta pilvet muuttavat tätä tilannetta ja sallivat CO2: n olevan parempi lämmönkestäjä.
Vaikka tämä kaikki kuulostaa surulliselta hiilidioksidipitoisuuden nousun aikakaudella, Popp painottaa, että nämä simulaatiot eivät koske planeettamme. Tässä tutkimuksessa käytetty alun perin keskilämpötila oli 10, 8 astetta Fahrenheit-lämpötilaa lämpimämpi kuin maapallolla. Päästäksesi tähän lämpötilaan joudut työntämään hiilidioksidipitoisuuden karkeasti neljä kertaa korkeammalle kuin se on nyt, ehkä enemmän.
Simulaatioita ei myöskään suoritettu todella realistisella planeetalla. Idealisoidussa mallissa oletetaan, että tämä planeetta on täydellisesti pyöreällä kiertoradalla, että se sijaitsee samalla etäisyydellä Maa on auringosta ja että se pyörii suunnilleen samalla nopeudella, mutta ei ole kallistettu akselilleen. Tutkijoiden oletuksena ei ollut valtameren virtauksia, maanosia eikä jäälakkoja, ja heidän globaali valtameri on vain 164 jalkaa syvä.
Tämä johtuu osittain tarvittavasta laskentatehosta, mutta myös niin, että joukkue näki selkeämmin siihen liittyvän dynamiikan ja palautteet. Ne sisälsivät pilvien vaikutukset ja vesihöyryn paineen ilmassa, ja he käsittelivät vettä ilmakehän tärkeänä aineosana, jotkut aiemmat tutkimukset jäivät tekemättä, Kasting sanoo.
Teos tarjoaa jonkinlaisen kuvan maan sisarplaneetasta Venuksesta, joka alkoi suunnilleen samoista raaka-aineista, mutta menetti veden varhain. Yksi tärkeä ero on kuitenkin se, että varhainen Venus oli todennäköisesti jopa kuumin kuin heidän virtuaalinen aloitusmaailmansa. "Venuksella oli 35 tai 40 prosenttia korkeampi auringonsäteily kuin maapallolla nyt", Popp sanoo. Maapallo on saattanut olla kostea kasvihuone, mutta ei kauan, hän sanoo, ja sillä ei ehkä ole koskaan ollut valtameriä.
Kasting on samaa mieltä ja lisäsi, että viimeisen vuosikymmenen aikana on päästy yksimielisyyteen teoriaan, jonka mukaan Venus oli edelleen suurelta osin sula pinnalla, kun planeetta alkoi menettää vettä.
Yksi asia, jota tämä tutkimus tekee, Kasting sanoo, on auttaa määrittelemään asutettavan vyöhykkeen sisäreuna, tähden ympärillä oleva alue, jolla planeetan pitäisi pystyä pitämään nestemäistä vettä sen pinnalla. Tämän kaltaiset simulaatiot auttavat määrittelemään, kuinka suurta roolia ilmakehän koostumus voi olla, ja osoittavat mahdollisuudet.
"Menetkö suoraan karkaavaan kasvihuoneeseen vai päädytkö kosteaan kasvihuoneeseen?" hän sanoo. Eksoplaneettojen suora kuvaus - jotain, joka on vielä tulevaisuuden maapallon kokoisissa maailmoissa - saattaa jonain päivänä auttaa vastaamaan tähän kysymykseen kovilla tiedoilla todellisen planeetan höyryisistä ominaisuuksista.
