Ученые считают, что при одинаковых условиях освещения звездой молодые планеты лучше поддерживают жизнь, чем древние. Это связано с тектонической активностью, нормализующей углеродный цикл, что способствует установке на планете умеренно теплого климата.
Молодые планеты являются более пригодными для жизни, чем древние
Молодые планеты и внутреннее тепло
Ученые обратили внимание на то, что климат экзопланет может лучше определяться их возрастом, чем точностью попадания внутрь «зоны жизни». Традиционный взгляд на пригодность планет к жизни отводит ключевую роль наличию круговой орбиты, которая лежит не слишком близко и не слишком далеко от звезды.
В новом исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal Letters, ученые предположили, что молодые планеты лучше могут поддерживать благоприятные для жизни условия. Чем старше планета, тем дальше в ней зашел процесс распада радиоактивных элементов, которые являются источником внутреннего ее тепла и питают тектоническую активность.
Само по себе внутреннее тепло составляет небольшую долю от того, что планета получает от звезды. Однако движение литосферных плит и вулканические процессы являются частью глобальной системы терморегуляции. В частности, из-за них происходит дегазация магмы и в атмосферу попадает углекислый газ, усиливающий парниковый эффект.
Углеродный цикл и положительная роль парникового эффекта
Обычно о парниковом эффекте говорят как о чем-то негативном. На современной Земле он действительно приносит много бед. Однако если планета получает недостаточно тепла от звезды, именно он может помочь ей стать пригодной для жизни.
Углеродный цикл на Земле
Лучший теплый климат устанавливается на планете, когда она получает не очень много тепла от звезды, но углеродный цикл на ней сбалансирован. Последний представляет собой совокупность процессов превращения одних соединений, содержащих карбон, в другие. И тектонические процессы — это то, что обеспечивает планету все новыми и новыми порциями CO2, которые можно запускать в круговорот.
Сколько времени планета будет оставаться тектонически активной?
Когда недра планеты охлаждаются, дегазация и поступление углекислого газа прекращаются. Это зависит от исходного количества радиоактивных веществ на небесном теле. Установить их содержание современными методами напрямую невозможно. Поэтому ученые попытались проанализировать спектр звезд, вокруг которых вращаются известные миры вне Солнечной системы.
Совместив эти измерения с теоретическими моделями, ученые пришли к выводу, что в худшем случае тектоническая активность на планетах, подобных Земле, прекращается значительно раньше, чем ее нынешний возраст.
На некоторых из открытых экзопланет радиоактивное топливо должно было закончиться уже через 2 млрд лет после образования. Соответственно, тогда же должен разрушиться и углеродный цикл. Для планет, массивнее Земли, минимальные сроки застывания глубин больше и составляют 5—6 млрд лет.
Из всего вышеперечисленного можно сделать несколько выводов. Во-первых, нам очень повезло, что у нашей планеты достаточно тория и урана. Без них биосфера могла бы не дожить до существ, способных активно продуцировать парниковые газы.
Во-вторых, действительно, подходящие условия для жизни должны существовать преимущественно на молодых планетах с активными тектоническими процессами. Достоверность существования жизни на древних планетах, вращающихся вокруг красных и оранжевых карликов уже десяток миллиардов лет, значительно меньше.
По материалам Рhys.org
Источник: universemagazine.com
