Galaksen er overveldet i potensielt beboelige planeter, og neste generasjons teleskoper er i ferd med å skanne atmosfærene fra disse fremmede verdenene, og leter etter antydninger til livsvennlige forhold. Men i en vri, brukte et team av forskere datasimuleringer for å finne ut hva som kan drepe noen av disse lovende planetene, og resultatene viser at ikke alle liv i livet vil bli en sikker brann-hit.
Relatert innhold
- Mystisk martianske "blomkål" kan være det siste antydningen om fremmed liv
- NASA avdekker gigantisk isbit med hjul for å utforske fremmede hav
Forskere i Tyskland startet med en modell av en jordlignende verden helt dekket av hav. Teamet brukte deretter globale klimamodeller for å se hva som skjer når mengden karbondioksid i luften stiger.
Simuleringene viste at på et bestemt tidspunkt blir planetens klima ustabilt og skifter til en tilstand som kalles et fuktig drivhus, med temperaturer over 134 grader Fahrenheit.
Som et dehydrert menneske i et dampbad, er en av konsekvensene av denne smeltende tilstanden vanntap. For å starte, utløser varmen endringer i de atmosfæriske lagene som lar vanndamp blandes høyere opp. Det betyr at mer ultrafiolett lys fra solen kan treffe vannmolekylene og bryte dem opp til hydrogen og oksygen. Oksygenatomene rekombinerer, mens hydrogenet slipper ut i verdensrommet.
"På det tidspunktet vil du være i en tilstand der du begynner å miste vann med en rask hastighet, " sier studieleder Max Popp fra Max Planck Institute for Meteorology.
Etter flere millioner år ville alt vannet på planeten fordampe bort, melder teamet denne uken i Nature Communications . Hvis vannverdenen startet med en atmosfære som jordens - for det meste nitrogen med en mindre porsjon oksygen og sporingsgasser - ville sluttresultatet være en tørr verden med en for det meste nitrogenatmosfære.
Studien antyder at det å finne vann - eller til og med oksygen - i en fjerntliggende planetens atmosfære ikke nødvendigvis betyr at det er gjestfritt for livet. For eksempel kan en planet i en fuktig drivhustilstand generere mye oksygen når vanndampen går i stykker, ikke på grunn av noen levende ting som produserer gassen, sier James Kasting, professor i planetarisk vitenskap ved Penn State University som vurderte avisen for publisering.
Modellen viste også at CO2 er en virkelig effektiv klimagass, mer enn mange forskere hadde antatt, sier Popp. Når en planet har kommet i en fuktig drivhustilstand, er det vanskelig å gå tilbake. Selv å kutte CO2-konsentrasjonen til halvparten kjøler ikke planeten så mye når de dampende forholdene har overtatt.
Årsaken er skyene. Forskere hadde trodd at vanndamp ville beholde varmen mer effektivt enn CO2, men skyer endrer denne situasjonen og gjør at CO2 kan være den bedre varmefangeren.
Selv om alt dette høres i en tid med stigende CO2-nivåer på jorden, understreker Popp at disse simuleringene ikke gjelder for planeten vår. Den opprinnelige globale gjennomsnittstemperaturen som ble brukt for denne studien var 10, 8 grader Fahrenheit varmere enn Jorden i dag. For å komme til den temperaturen, må du presse konsentrasjonen av karbondioksid omtrent fire ganger høyere enn den er nå, kanskje mer.
Simuleringene ble heller ikke gjort med en virkelig realistisk planet. Den idealiserte modellen antar at denne planeten befinner seg i en perfekt sirkulær bane, at den ligger i samme avstand Jorden er fra solen og at den snurrer med omtrent samme hastighet, men ikke er tiltet på aksen. Forskerne antok at det ikke var noen havstrømmer, ingen kontinenter og ingen iskapper, og deres globale hav er bare 164 fot dyp.
Dette er delvis på grunn av datakraften som kreves, men også slik at teamet tydeligere kunne se dynamikken og tilbakemeldingene som er involvert. De inkluderte effekten av skyer og trykket av vanndamp i luften, og de behandlet vann som en viktig bestanddel av atmosfæren, noe tidligere studier utelatt, sier Kasting.
Arbeidet gir en viss innsikt i jordas søsterplanet, Venus, som startet med omtrent de samme råvarene, men mistet vannet tidlig. En viktig forskjell er imidlertid at den tidlige Venus sannsynligvis var enda varmere enn deres virtuelle starterverden. "Venus hadde 35 eller 40 prosent høyere solstråling enn Jorden gjør nå, " sier Popp. Planeten hadde kanskje vært et fuktig drivhus, men ikke så lenge, sier han, og det kan godt hende at det aldri har hatt hav.
Kasting er enig, og legger til at det siste tiåret eller så har konsensus funnet seg rundt teorien om at Venus fremdeles var dekket i en stort sett smeltet overflate da planeten begynte å miste vannet.
En ting denne studien gjør, sier Kasting, er å bidra til å definere den indre kanten av den beboelige sonen, regionen rundt en stjerne der en planet skal kunne være vert for flytende vann på overflaten. Simuleringer som dette hjelper deg med å definere hvor stor rolle atmosfærisk komposisjon kan spille og viser hva mulighetene er.
"Går du direkte til løpsk drivhus eller havner i et fuktig drivhus?" han sier. Direkte avbildning av eksoplaneter - noe som fremdeles er i fremtiden for jordstore verdener - kan en dag hjelpe til med å svare på dette spørsmålet med harde data om en virkelig planets dampende egenskaper.
