Apa lichidă pe planetele stâncoase ar putea fi de o sută de ori mai probabilă

Este ușor să ne gândim la Pământ ca la o lume apoasă, cu oceanele sale vaste și lacurile frumoase, dar în comparație cu multe lumi, Pământul este deosebit de umed. Chiar și lunile înghețate ale lui Jupiter și Saturn au mult mai multă apă lichidă decât Pământul. Pământul este neobișnuit nu pentru că are apă lichidă, ci pentru că are apă lichidă în zona caldă și locuibilă a Soarelui. Ca un nou studiu în Comunicarea naturii Arată că Pământul ar putea fi mult mai ciudat decât am crezut.

Apa este una dintre cele mai comune molecule din univers. Hidrogenul este cel mai abundent element din univers, iar oxigenul este produs cu ușurință ca parte a ciclului de fuziune a CNO stelar. Așa că ne-am aștepta ca planetele bogate în apă să fie abundente în sistemele stelare. Dar asta nu înseamnă că apa lichidă va fi din abundență. În sistemul nostru solar, există două tipuri de lumi cu apă lichidă. Sateliți giganți ai Pământului și ai gazelor.

Ca și alte planete terestre calde, cum ar fi Venus și Marte, Pământul a avut apă lichidă în tinerețe. Marte era prea tânăr pentru a-și ține apa. O mare parte din ea s-a evaporat în spațiu, în timp ce unele au înghețat în crusta sa de suprafață. Venus a fost odată suficient de mare pentru a reține apă, dar căldura sa intensă a făcut ca o mare parte din ea să fiarbă în atmosfera sa groasă. Încă nu suntem siguri cum reușește Pământul să-și păstreze oceanele, dar este probabil o combinație între un câmp magnetic puternic și un ajutor suplimentar din partea apei de la asteroizi și comete în timpul unei perioade de bombardament puternic.

Lunii înghețați ale lui Jupiter și Saturn sunt o altă poveste. Era suficient de departe de Soare încât să rețină apa din formarea sa. Au format rapid un strat gros de gheață pentru a preveni evaporarea apei în spațiu. Dar aceste luni sunt lumi mici și ar fi înghețat foarte repede dacă nu ar fi fost forțele de maree exercitate de giganții lor gazosi.

Deoarece planetele cu gaze reci sunt probabil să aibă luni înghețate, General a crezut că ar fi mult mai probabil să găsim viață într-o lume asemănătoare Europei decât într-o lume asemănătoare Pământului. Dar acest nou studiu cere o diferență. El susține că apa lichidă este mai probabil să existe pe supra-Pământ.

Super-Pământurile se întind pe o gamă de mase de la câteva mase Pământului până la cea a lui Neptun. La capătul mare sunt probabil lumi gazoase cu atmosfere dense. La capătul mic, probabil că vor fi mai asemănătoare Pământului. Pe baza exoplanetelor pe care le-am găsit până acum, super-Pământurile sunt de departe cele mai comune. Cele mai multe dintre ele sunt probabil în afara zonei locuibile a stelelor lor, în regiunile mai reci ale sistemului stelar. Deci, este probabil să fie bogat în apă. Dar, de asemenea, este puțin probabil să fie găsit în jurul unui gigant gazos, așa că în general se presupune că calota de gheață va îngheța în mare parte solidă în timp.

Motivul are de-a face cu diferitele puncte de îngheț și topire ale gheții. Tipul de gheață de pe Pământ se topește la aproximativ 0°C. Dar acest lucru este valabil doar pentru presiunea atmosferică a Pământului. La presiune mare, există mai multe tipuri de gheață cu diferite puncte de topire. Deși este puțin complicat, la presiuni mai mari gheața poate avea un punct de topire mult mai mare. Deci, chiar dacă super-Pământul este activ din punct de vedere geologic, este posibil să nu fie suficient de cald pentru a topi gheața.

Acest nou studiu arată că super-Pământurile nu trebuie să fie suficient de fierbinți pentru a forma un ocean adânc. Prin încălzire geotermală și nucleară, un strat subțire de apă de pe suprafața sa se poate topi și, datorită fisurilor și diferitelor tranziții de fază a apei, apa se poate infiltra în stratul chiar sub suprafața înghețată. Acest proces ar fi suficient pentru a crea un strat bogat de apă lichidă pentru oceane. Deoarece căldura uriașului Pământ durează miliarde de ani, poate menține un ocean lichid suficient de mult pentru ca viața să evolueze.

Pe baza a ceea ce știm despre exoplanete, oceanele super-Pământului ar putea fi de până la 100 de ori mai comune decât cele ale lumilor asemănătoare Pământului sau ale lunilor înghețate. Asta înseamnă că viața are mai multe case posibile decât am crezut.

referinţă: Ojha, Lujendra, et al. „Apă lichidă pe Pământul exterior rece prin topirea de bază a straturilor de gheață.” Comunicarea naturii 13,1 (2022): 7521.