هل تستطيع كواكب كرة الثلج دعم الحياة؟

كوكب أبيض مغطى بالجليد مع بضع خطوط داكنة ضيقة وغير منتظمة.

تصور الفنان لكوكب كرة الثلج ، سطحه مغطى بالكامل أو شبه كامل بالجليد. الصورة عبر وكالة ناسا /AGU / GeoSpace.

عندما يتعلق الأمر بالبحث عن الحياة خارج النظام الشمسي - على الأقل الحياة كما نعرفها - يميل التركيز إلى التركيزالكواكب الخارجيةالتي لا تكون شديدة الحرارة أو شديدة البرودة. الكواكب الصخرية في نجومهممنطقة صالحة للسكنلديهم أفضل فرصة للحصول على الماء على أسطحهم. حتى الآن ، كان يُعتقد أن العوالم المتشابهة المغطاة بالجليد من المحتمل أن تكون باردة جدًا للحياة. لكن الآن تشير الأبحاث الجديدة إلى أن هذا قد لا يكون هو الحال دائمًا ، وأن بعض تلك الكواكب يمكن أن يكون كذلكمناطق الأراضي الصالحة للسكن.

الجديدمراجعة الأقرانكانت النتائجنشرتفي المجلة الكواكب البحثية الجيوفيزيائيةفي 18 يوليو 2019.

تركز الدراسة على كواكب كرة الثلج - الكواكب الصخرية مثل الأرض مع تجميد محيطاتها - والتي اعتقد العلماء أنها ربما تكون باردة جدًا بالنسبة للحياة. لن يكون لمثل هذه العوالم مياه سائلة على أسطحها ، بل مجرد جليد ، وقليل من مساحات اليابسة أو منعدمة.

لكن البحث الجديد وجد أن الوضع قد لا يكون دائمًا رهيباً على الإطلاق ، كما هو الحالاديف الجنةقال عالم الفلك والفيزياء بجامعة تورنتو:

لديك هذه الكواكب التي قد تعتبرها تقليديًا غير صالحة للسكن وهذا يشير إلى أنه من الممكن أن تكون كذلك.

كوكب أبيض به شريط أزرق عريض من الماء عند خط الاستواء مع وجود مساحات من الأرض تان فيه.

وفقًا للدراسة الجديدة ، لا يزال من الممكن أن تحتفظ بعض كواكب كرة الثلج بمساحات أرضية ومياه حول خطوط الاستواء. صورة عبرجفيكات.



تشير النتائج إلى أن بعض كواكب كرة الثلج لا يزال بإمكانها امتلاك مناطق أرضية بالقرب من خطوط الاستواء ، مع درجات حرارة في تلك المناطق دافئة بدرجة كافية لجعلها أكثر قابلية للسكن. استخدم الباحثون برنامج كمبيوتر لمحاكاة المتغيرات المناخية المختلفة ، مع مراعاة ظروف مثل كمية ضوء الشمس المتاح وتكوين مناطق الأرض.

وفقًا لهؤلاء العلماء ، فإن أحد المتغيرات الرئيسية هو ثاني أكسيد الكربون. كما نعلم من دراسات تغير المناخ ، فإن ثاني أكسيد الكربون رائع في حبس الحرارة في الغلاف الجوي للكوكب. عندما يكون هناك ما يكفي منه ، يمكن أن يظل الكوكب دافئًا بدرجة كافية للحصول على الماء السائل. ولكن إذا كان هناك القليل جدًا من هذا الغاز ، فسوف يتجمد الكوكب. المريخ مثال جيد. يتكون غلافه الجوي بشكل أساسي من ثاني أكسيد الكربون ، لكن الغلاف الجوي نفسه رقيق جدًا بحيث لا يمكنه الاحتفاظ بقدر كبير من الحرارة. حتى الآن الكوكب بارد وجاف.

يُعتقد أن كواكب كرة الثلج تتشكل عندما ينخفض ​​مستوى ثاني أكسيد الكربون في غلافها الجوي بشكل منخفض جدًا بسبب هطول الأمطار والتعرية. يمتص الماء الناتج عن هطول الأمطار ثاني أكسيد الكربون ويحوله إلىحمض الكربونيك. يتفاعل هذا الحمض مع الصخور ، مما يؤدي إلى زيادة تكسير حمض الكربونيك. ثم ترتبط بالمعادن التي تنقل إلى المحيطات وتخزن في قاع البحر.

رسم بياني بخط منقط صاعد يتقاطع مع خط مستقيم صاعد ، والمناطق المسماة.

رسم بياني يوضح العلاقة بين ثاني أكسيد الكربون الناتج عن النشاط البركاني وثاني أكسيد الكربون المزال من الأمطار والتعرية لكل من المناخات المعتدلة وكرة الثلج. يمكن أن تصبح الكواكب عالقة في حالة كرة ثلجية عندما يوازن النشاط البركاني ومعدلات التجوية بعضهما البعض. صورة عبرAGU / GeoSpace.

عندما يتم إزالة كل أو معظم ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، سيتجمد الكوكب ، ويتحول إلى كوكب كرة ثلجي. ستكون هذه الكواكب الآن شديدة البرودة وقاحلة على أسطحها ، وليست أفضل الأماكن لتطور الحياة.

ولكن إذا كانت الدراسة الجديدة صحيحة ، فهناك بعض الأخبار الجيدة.

كان العلماء يعتقدون أن إزالة ثاني أكسيد الكربون توقف خلال مرحلة كرة الثلج ، حيث سيتم تجميد كل المياه السطحية. ومع ذلك ، تشير النتائج إلى أن بعض كواكب كرة الثلج ستستمر في فقدان ثاني أكسيد الكربون بعد تجميدها. لماذا هو على ما يرام؟ وهذا يعني أن تلك الكواكب ستحتاج إلى بعض الأراضي غير المجمدة وأمطار عرضية حتى تستمر المياه في إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

وجد الباحثون أن مناطق اليابسة في مراكز القارات ، بعيدًا عن المحيطات المتجمدة ، يمكن أن تظل دافئة بما يكفي للمياه السائلة. يمكن أن تصل درجات الحرارة في تلك المناطق إلى أكثر من 50 درجة فهرنهايت (10 درجات مئوية). أدنى درجة حرارة يمكن أن تتكاثر بها الحياة كما نعرفها هي 4 درجات فهرنهايت (ناقص 20 درجة مئوية).

سؤال آخر هو إذا أصبح الكوكب كوكبًا كرة ثلجي ، فهل يظل دائمًا على هذا النحو؟ أو يمكن أن تتغير مرة أخرى؟ افترض العلماء أن الكوكب عادة ما يخرج في النهاية من مرحلة كرة الثلج ، إذا تم إطلاق ثاني أكسيد الكربون الإضافي عبر البراكين.الأرض نفسهايُعتقد أنه قد مر بمراحل كوكب كرة الثلج الخاصة به.

قد لا يكون هذا صحيحًا دائمًا أيضًا ، وفقًا للدراسة الجديدة. في ظل ظروف معينة ، قد يصبح الكوكب عالقًا في حالة كوكب كرة الثلج. إذا استمرت إزالة ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي من خلال التجوية ، فقد يؤدي ذلك إلى موازنة ثاني أكسيد الكربون المنبعث من البراكين. نتيجة لذلك ، لن يذوب الكوكب تمامًا مرة أخرى.

كوكب أبيض بالكامل مع قارات مغطاة بالجليد في بحار جليدية صلبة.

يعتقد العلماء أن الأرض نفسها مرت على الأقل بمرحلة واحدة إلى ثلاث مراحل من كوكب الثلج خلال فترة وجودها. تصورها فكرة هذا الفنان قبل 720 مليون سنة. صورة عبر Mikkel Juul Jensen / Spl / Cosmos /أخبار CNRS.

أحد الآثار الرئيسية لهذه النتائج هو أن الخط الفاصل بين ما نعتقد أنه كوكب صالح للسكن وكوكب غير صالح للسكن قد يكون أقل وضوحًا بكثير مما كنا نعتقد في السابق. كما لاحظت الجنة:

ما وجدناه في الواقع هو أن هذا الخط غامض بعض الشيء.

هناك أيضًا إمكانية أخرى يجب وضعها في الاعتبار. ماذا لو كان كوكب ما محيطًا متجمدًا على السطح ولكنه لا يزال سائلًا تحته؟ لا توجد أي كواكب من هذا القبيل في نظامنا الشمسي ، ولكن هناك أقمار.أوروباوإنسيلادوسعلى وجه الخصوص ، التي لديها محيطات عالمية مغطاة بقشرة من الجليد. كلما عرفنا المزيد عنهم ، كلما بدا أنهم قادرون بالفعل على دعم الحياة. يبدو أن كلا المحيطين يشبهان محيطات الأرض من حيث التكوين ، ولهما ما يكفي من الحرارة والطاقة والمغذيات الكيميائية. لا نعرف حتى الآن ما إذا كان هناك بالفعليكونأي حياة في أي مكان ، لكن الآفاق واعدة.

لا نعرف عدد كواكب كرة الثلج الموجودة هناك ، لكننا نعلم بالفعل أن الكواكب الصخرية بحجم الأرض وأكبر تبدو شائعة في مجرتنا ، بناءً على النتائج منتلسكوب كبلر الفضائيوالتلسكوبات الأخرى. وهذا بحد ذاته يعد أمرًا واعدًا في البحث عن الحياة في مكان آخر. والآن تظهر نتائج هذه الدراسة الجديدة كيف أنه حتى لو كانت بعض هذه الكواكب شديدة البرودة ، فمن المحتمل أن تظل صالحة للسكن.

الخلاصة: أظهر بحث جديد أن بعض كواكب كرة الثلج المتجمدة ربما لا تزال قادرة على دعم الحياة.

المصدر: كرات الثلج الصالحة للسكن: ظروف الأرض المعتدلة ، والمياه السائلة ، والآثار المترتبة على التجوية لثاني أكسيد الكربون

عبر GeoSpace