Najnowsze badania naukowców z University of Washington wskazują na warunki, jakie muszą zostać spełnione, by planeta poza Układem Słonecznym mogła podtrzymać życie. I wnioski mogą nie spodobać się miłośnikom literatury science fiction. Tak często opisywane na jej łamach pustynne światy są w rzeczywistości mało prawdopodobnymi kandydatami do zamieszkania przez organizmy żywe. Kluczowym czynnikiem okazuje się ilość wody. Planeta o rozmiarach Ziemi potrzebuje co najmniej 20-50 proc. objętości ziemskich oceanów, by utrzymać niezbędny cykl obiegu wody na powierzchni. Pisze o tym w najnowszym numerze czasopismo "Planetary Science Journal".
- Więcej aktualnych informacji z Polski i ze świata znajdziesz na stronie głównej RMF24.pl. Bądź na bieżąco.
Według obecnych szacunków, w naszej galaktyce mogą istnieć miliardy planet. Do tej pory potwierdzono już obserwacje ponad 6 tysięcy z nich. Tylko niewielka część z tych planet pozasłonecznych, nazywanych też egzoplanetami znajduje się w tzw. strefie zamieszkiwalnej - obszarze wokół gwiazdy, gdzie warunki pozwalają na istnienie na powierzchni wody w postaci ciekłej. Uważa się, że to warunek konieczny powstania i utrzymania życia w postaci jaką znamy. Dlatego właśnie dotychczasowe badania skupiały się głównie na tym, czy planeta znajduje się w odpowiedniej odległości od swojej gwiazdy, by na jej powierzchni byłą odpowiednia dla istnienia wody temperatura.
Jednak, jak podkreślają teraz naukowcy, sama obecność wody nie gwarantuje jeszcze możliwości powstania i utrzymania życia. Najnowsze badania skupiające się na planetach, które mają bardzo ograniczone zasoby wodne, znacznie mniejsze niż ilość wody w ziemskich oceanach, wskazują, że nawet jeśli taka planeta znajduje się w strefie zamieszkiwalnej, może nie być w stanie podtrzymać życia.
Kluczowym procesem, który decyduje o długoterminowej stabilności warunków na powierzchni planety, jest geologiczny cykl węglowy. To właśnie on przez wymianę dwutlenku węgla między atmosferą a wnętrzem planety, reguluje temperaturę powierzchni i umożliwia utrzymanie wody w stanie ciekłym przez miliony lat. Na Ziemi dwutlenek węgla emitowany przez wulkany trafia do atmosfery, a następnie jest wypłukiwany przez deszcze i wchodzi w reakcje chemiczne ze skałami. W wyniku erozji i spływu powierzchniowego węgiel trafia do oceanów, gdzie osadza się na dnie. Ruchy płyt tektonicznych sprawiają, że węgiel wraca do wnętrza planety, a następnie ponownie wydostaje się na powierzchnię podczas formowania gór. Ten zamknięty obieg umożliwia utrzymanie stabilnych warunków klimatycznych.
Jeśli ilość wody na planecie spada poniżej pewnego poziomu, cykl ten zostaje zaburzony. Brak wystarczającej ilości opadów uniemożliwia efektywne usuwanie dwutlenku węgla z atmosfery, co prowadzi do jego gromadzenia się i wzrostu temperatury. W skrajnych przypadkach dochodzi do tzw. efektu cieplarnianego na pełną skalę, gdy resztki wody wyparowują, a planeta staje się niezdatna do życia.
W ramach badań naukowcy przeprowadzili tysiące symulacji komputerowych, analizując, jak różne ilości wody wpływają na stabilność klimatu na hipotetycznych planetach. Wyniki jednoznacznie wskazują, że prawdopodobieństwo utrzymania umiarkowanych temperatur gwałtownie rośnie dopiero wtedy, gdy planeta posiada co najmniej 20 proc. objętości ziemskich oceanów. Poniżej tego progu ryzyko wystąpienia ekstremalnych upałów znacząco wzrasta.
Dotychczasowe modele cyklu węglowego koncentrowały się głównie na planetach chłodniejszych i wilgotniejszych, nie uwzględniając w pełni czynników takich jak wiatr czy intensywność parowania na suchych planetach. Nowe badania wprowadzają istotne poprawki, dostosowując modele do warunków panujących na bardziej suchych światach.
Przykład planety, która najprawdopodobniej utraciła swoje zasoby wodne na skutek zaburzenia cyklu węglowego, znajduje się bardzo blisko Ziemi. To Wenus. Choć jest zbliżona rozmiarami do naszej planety i powstała mniej więcej w tym samym czasie, obecnie jej powierzchnia osiąga temperatury porównywalne z wnętrzem pieca. Dodatkowo bardzo wysokie jest na powierzchni Wenus ciśnienie atmosferyczne. Naukowcy przypuszczają, że na Wenus mogła początkowo pojawić się ilość wody zbliżona do ziemskiej, jednak planeta, będąc bliżej Słońca, straciła ją szybciej. Brak wystarczającej ilości wody uniemożliwił prawidłowe funkcjonowanie cyklu węglowego, co doprowadziło do niekontrolowanego wzrostu temperatury i wyparowania resztek wody.
Te doniesienia zmuszają do ponownego przemyślenia strategii poszukiwań życia poza Ziemią i skupienia się na tych światach, które mają szansę utrzymać stabilny cykl węglowy przez miliardy lat. Badania te podkreślają, jak wyjątkowa w skali kosmosu jest Ziemia i jak wiele czynników musi się złożyć, by planeta mogła stać się prawdziwym domem dla życia. Choć obecnie nie dysponujemy jeszcze technologią, która pozwoliłaby na bezpośrednie badanie powierzchni odległych egzoplanet, Wenus stanowi doskonały model do testowania hipotez dotyczących utraty wody i stabilności klimatu na innych światach. Planowane misje badawcze na Wenus mogą pomóc lepiej zrozumieć jej historię i odpowiedzieć na pytanie, czy kiedykolwiek istniały tam warunki sprzyjające życiu.
