Galaktika on potentsiaalselt asustatavatel planeetidel uhkel ja järgmise põlvkonna teleskoobid valmistuvad nende võõraste maailmade atmosfääri skaneerimiseks, otsides vihjeid elusõbralikest tingimustest. Kuid keeruliselt kasutas teadlaste meeskond arvutisimulatsioone, et teada saada, mis võib mõne neist paljutõotavatest planeetidest tappa, ja tulemused näitavad, et mitte iga eluvigu ei saa kindlalt tabada.
Seotud sisu
- Saladuslik marsi "lillkapsas" võib olla võõraste elude viimane vihje
- NASA avalikustas hiiglasliku ratastega jääkuubi võõraste ookeanide uurimiseks
Saksamaa teadlased alustasid maakera sarnase maailma mudelit, mis oli täielikult kaetud ookeanidega. Seejärel kasutas meeskond globaalseid kliimamudeleid, et näha, mis juhtub, kui süsihappegaasi hulk õhus tõuseb.
Simulatsioonid näitasid, et teatud ajahetkel muutub planeedi kliima ebastabiilseks ja nihkub niiske kasvuhooneks nimetatavasse olekusse, kus temperatuur on üle 134 kraadi Fahrenheiti.
Nagu aurusaunas dehüdreeritud inimene, on selle paisunud oleku üheks tagajärjeks veekaotus. Alustuseks vallandab kuumus atmosfääri kihtides muutused, mis võimaldavad veeaurul kõrgemal seguneda. See tähendab, et rohkem päikese käes levivat ultraviolettvalgust võib tabada veemolekule, lagundades need vesinikuks ja hapnikuks. Hapniku aatomid rekombineeruvad, vesinik väljudes kosmosesse.
"Sel hetkel olete seisundis, kus hakkate kiiresti vett kaotama, " ütleb Max Plancki meteoroloogia instituudi uuringujuht Max Popp.
Mitme miljoni aasta pärast aurustuks kogu planeedi vesi ära, teatas meeskond sel nädalal ajakirjas Nature Communications . Kui veemaailm algaks atmosfääriga nagu Maa - enamasti lämmastik väiksema hapniku- ja jäljendusgaaside osaga -, oleks lõpptulemus kuiv, peamiselt lämmastiku atmosfääriga maailm.
Uuring viitab sellele, et vee või isegi hapniku leidmine kaugele jõudnud planeedi atmosfääris ei tähenda tingimata, et see on elule külalislahke. Näiteks võib niiskes kasvuhoones olevas planeedis tekkida palju hapnikku, kuna veeaur puruneb, mitte gaasi tootvate elusolendite tõttu, kirjutas Penn State'i ülikooli planeediteaduse professor James Kasting. avaldamiseks.
Samuti näitas mudel, et CO2 on tõesti tõhus kasvuhoonegaas, seda enam, kui paljud teadlased oletasid, väidab Popp. Kui planeet on jõudnud niiskesse kasvuhoonesse, on raske tagasi pöörduda. Isegi kui süsinikdioksiidi kontsentratsiooni pooleks lõigata, ei jahuta see planeeti palju, kui auravad tingimused on võimust võtnud.
Põhjus on pilved. Teadlased arvasid, et veeaur hoiab soojust tõhusamalt kui CO2, kuid pilved muudavad seda olukorda ja võimaldavad CO2-l olla paremaks soojuspüüdjaks.
Ehkki see kõik kõlab kohutavalt maakera CO2 taseme tõusu ajastul, rõhutab Popp, et need simulatsioonid ei kehti meie planeedi kohta. Selle uuringu alguseks oli algne globaalne keskmine temperatuur 10, 8 kraadi Fahrenheiti kraadi võrra soojem kui Maa tänapäeval. Selle temperatuurini jõudmiseks peate süsinikdioksiidi kontsentratsiooni tõstma umbes neli korda kõrgemaks kui praegu, võib-olla rohkem.
Simulatsioone ei tehtud ka tõeliselt realistliku planeediga. Idealiseeritud mudeli puhul eeldatakse, et see planeet asub täiuslikult ringikujulisel orbiidil, et see asub samal kaugusel Maa on Päikesest ja et ta pöörleb umbes sama kiirusega, kuid ei ole oma teljele kallutatud. Teadlased eeldasid, et ookeanihoovusi, mandreid ega jääkapsleid polnud ning nende globaalne ookean on vaid 164 jalga sügav.
See on osaliselt tingitud nõutavast arvutusvõimsusest, aga ka seetõttu, et meeskond näeks selgemalt kaasnevat dünaamikat ja tagasisidet. Need hõlmasid pilvede ja õhus oleva veeauru rõhu mõjusid ning nad käsitlesid vett atmosfääri peamise koostisosana - midagi varasemat uurimistööd jätsid tegemata, ütles Kasting.
Teos pakub mõningast ülevaadet Maa õdeplaneedist Veenusest, mis sai alguse umbes samadest toorainetest, kuid kaotas oma vee juba varakult. Üks peamisi erinevusi on aga see, et varane Veenus oli tõenäoliselt isegi kuumem kui nende virtuaalne algusmaailm. "Veenusel oli 35 või 40 protsenti suurem päikesekiirgus kui Maa praegu, " ütleb Popp. See planeet võis olla niiske kasvuhoone, kuid mitte kaua, ütleb ta, ja see võib olla, et ookeanid pole kunagi olnud.
Kasting nõustub, lisades, et umbes viimase kümnendi jooksul on üksmeel saavutatud teooria ümber, mille kohaselt Veenus oli endiselt suuresti sula pinnas, kui planeet hakkas oma vett kaotama.
Üks asi, mida see uuring teeb, väidab Kasting, on asustatava tsooni sisemise serva määratlemine - tähe ümbritsev piirkond, kus planeet peaks oma pinnal saama vedelat vett. Sellised simulatsioonid aitavad määratleda, kui suurt rolli võib mängida atmosfääri kompositsioon, ja näitavad, millised on võimalused.
"Kas lähete otse põgenenud kasvuhoonesse või jõuate niiskesse kasvuhoonesse?" ta ütleb. Eksoplaneetide otsene pildistamine - mis on Maa suurusega maailmade jaoks alles tulevikus - võib ühel päeval aidata sellele küsimusele vastata raskete andmetega tõeliste planeedi auravate omaduste kohta.
