Wetenschap
Een artistieke weergave van hoe een sneeuwbalplaneet eruit zou kunnen zien. IJs bedekt de oceanen tot aan de evenaars. Krediet:NASA
IJzige planeten die ooit te koud werden geacht om leven te ondersteunen, hebben mogelijk bewoonbare landgebieden boven het vriespunt, het uitdagen van de typische veronderstelling van wat voor soort planeten bewoonbaar zouden kunnen zijn, suggereert een nieuwe studie.
Wetenschappers hebben lang gedacht dat sneeuwbalplaneten - aardachtige planeten met oceanen bevroren tot de evenaar - vijandig stonden tegenover het leven vanwege de extreme kou. Maar nieuw onderzoek in AGU's Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek :Planeten ontdekten dat sommige sneeuwbalplaneten landgebieden nabij hun evenaars zouden kunnen hebben die leefbare temperaturen bereiken.
"Je hebt deze planeten die je traditioneel als niet bewoonbaar zou beschouwen en dit suggereert dat ze dat misschien wel kunnen zijn, " zei Adiv Paradijs, een astronoom en natuurkundige aan de Universiteit van Toronto en hoofdauteur van de nieuwe studie.
De bewoonbare zone is een reeks afstanden vanaf een ster waar een planeet in theorie vloeibaar water en temperaturen zou kunnen hebben die warm genoeg zijn om leven te ondersteunen. Planeten in de bewoonbare zone kunnen warm en gematigd zijn zoals de aarde, of geheel bevroren, als sneeuwbalplaneten.
Geologen vermoeden dat de aarde in het verleden één tot drie sneeuwbalfasen heeft doorgemaakt en dat mariene micro-organismen waarschijnlijk minstens één van die perioden hebben overleefd.
"We weten dat de aarde bewoonbaar was door haar eigen sneeuwbalafleveringen, omdat het leven ontstond vóór onze sneeuwbal-episodes en het leven er lang voorbij was, ' zei Paradise. 'Maar ons hele leven was in die tijd in onze oceanen. Er is niets over het land."
In de nieuwe studie Paradise en zijn collega's wilden weten of landgebieden op sneeuwbalplaneten levensonderhoudende temperaturen konden bereiken. Ze gebruikten een computerprogramma om verschillende klimaatvariabelen op theoretische sneeuwbalplaneten te simuleren, het aanpassen van omstandigheden zoals de hoeveelheid zonlicht en configuratie van de continenten.
Deze grafiek toont de relatie tussen koolstofdioxide geproduceerd door vulkanische activiteit en koolstofdioxide verwijderd uit regenval en erosie voor gematigde en sneeuwbalklimaten. Planeten komen vast te zitten in een sneeuwbaltoestand wanneer vulkanische activiteit en verweringssnelheden elkaar in evenwicht houden. Krediet:AGU
Een variabele waarin ze geïnteresseerd waren, was koolstofdioxide. Kooldioxide houdt warmte vast en houdt een planeet in een gematigd klimaatbereik; zonder het, planeten koelen af en oceanen bevriezen.
Planeten worden sneeuwballen wanneer hun atmosferische kooldioxidegehalte te laag wordt door een combinatie van regenval en erosie. Water absorbeert kooldioxide en zet het om in koolzuur, die reageert met rotsen op de grond tijdens erosie. Deze interactie breekt koolzuur meer af. Het bindt met mineralen, die vervolgens naar de oceanen worden vervoerd en uiteindelijk in de zeebodem worden opgeslagen.
Wetenschappers dachten eerder dat de verwijdering van koolstofdioxide uit de atmosfeer van een planeet stopte tijdens sneeuwbalfasen omdat al het oppervlaktewater was bevroren. Maar verrassend genoeg de nieuwe studie wees uit dat sommige sneeuwbalplaneten nog steeds koolstofdioxide verliezen, zelfs nadat ze zijn bevroren. Dit betekent dat de planeten wat niet-bevroren grond en af en toe regen zouden moeten hebben voordat water koolstofdioxide uit de atmosfeer kan blijven verwijderen.
Sommige van de warmere sneeuwbalplaneten die de auteurs van het onderzoek simuleerden, hadden landgebieden die warm genoeg waren om vloeibaar water en leven vast te houden, zelfs als hun oceanen bevroren waren tot hun evenaar. Ze ontdekten dat landgebieden in het centrum van de continenten, weg van de bevroren oceanen, temperaturen van meer dan 10 graden Celsius (50 graden Fahrenheit) konden bereiken. Dit is veel warmer dan de laagste temperatuur waarbij het leven zich kan voortplanten, die wetenschappers schatten op min 20 graden Celsius (min 4 graden Fahrenheit).
De resultaten suggereren ook dat aardachtige planeten onder bepaalde omstandigheden vast kunnen komen te zitten in een sneeuwbalstaat. Vroeger dachten wetenschappers dat planeten de sneeuwbalfasen verlieten door een geleidelijke ophoping van koolstofdioxide die vrijkwam door vulkanen. Maar verwering kan genoeg koolstofdioxide uit de atmosfeer halen om de vulkanische output in evenwicht te brengen, een negatieve feedbacklus creëren waar de planeet nooit ontdooit, volgens de onderzoekers.
De bevindingen suggereren dat de grens tussen wat een bewoonbare planeet is en wat niet, misschien niet zo definitief is als geologen ooit dachten, volgens de onderzoekers.
"Wat we vinden is dat die lijn eigenlijk een beetje wazig is, ' zei Paradijs.
Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com