Када траже потенцијално усељиве екстра-соларне планете, научници су помало ограничени чињеницом да знамо само за једну планету на којој постоји живот (тј. Земља). Из тог разлога, научници траже планете које су земаљске (тј. Стеновите), орбитирају у зонама настанка своје звезде, и показују знакове биосигната, попут атмосферског угљен-диоксида - што је од суштинског значаја за живот какав га познајемо.
Овај гас, који је највећим делом резултат вулканске активности овде на Земљи, повећава површинску топлоту кроз ефекат стаклене баште и циклусима између подземља и атмосфере кроз природне процесе. Из тог разлога, научници дуго верују да је тектоника плоча од пресудне важности за становање. Међутим, према новој студији тима са Пеннсилваниа Стате Университи, то можда није случај.
Студија под називом „Бициклизам угљеника и његова употребљивост стајаћих покровних планета величине земље“ недавно је објављена у научном часопису Астробиологија. Студију су спровели Брадфорд Ј. Фолеи и Андрев Ј. Смие, два доцента са одељења за геознаности на Државном универзитету у Пенсилванији.
На Земљи је вулканизам резултат тектонике плоча и јавља се тамо где се две плоче сударају. То изазива субдукцију, где се једна плоча гура испод друге и дубље у подземље. Ова субдукција мења густи плашт у плутајућу магму, која се кроз коре уздиже до Земљине површине и ствара вулкане. Овај процес такође може помоћи у вожњи угљеником гурањем угљеника у плашт.
Вјерује се да су тектоника плоча и вулканизам били централни за настанак живота овдје на Земљи, јер је осигурало да наша планета има довољно топлоте за одржавање текуће воде на својој површини. Да би тестирали ову теорију, професори Фолеи и Смие креирали су моделе како би утврдили колико би било погодно да изгледа планета попут Земље без присуства тектонике плоча.
Ови модели су узели у обзир топлотну еволуцију, производњу крута и ЦО2 вожња бициклом како би ограничила животну способност каменитих, стајаћих планета поклопца величине Земље. То су планете где се кора састоји од једне, џиновске сферне плоче која плута на плашту, а не у одвојеним комадима. Сматра се да су такве планете далеко чешће од планета које имају тектонику плоча, јер још није потврђено да планете изван Земље имају тектонске плоче. Као што је проф. Фоли објаснио у саопштењу за новине Пенн Стате Невс:
„Вулканизам испушта плинове у атмосферу, а затим се путем временских услова извлачи угљендиоксид из атмосфере и одваја у површинске стијене и седименте. Уравнотежење ова два процеса одржава угљен диоксид на одређеном нивоу у атмосфери, што је заиста важно за то да ли клима остаје умерена и погодна за живот. “
У основи, њихови модели узели су у обзир колико топлоте може задржати клима стациониране на поклопцу на основу количине топлоте и елемената који производе топлоту присутних када се планета формирала (ака. Њен почетни топлотни буџет). На Земљи, ти елементи укључују уранијум који ствара торијум и топлоту када пропада, а који потом пропада да би створио калијум и топлоту.
Након што су извели стотине симулација, које су измениле величину и хемијски састав планете, откриле су да ће стајаће планете на поклопцу моћи да одржавају довољно топле температуре да би течна вода могла постојати на њиховим површинама милионима година. У екстремним случајевима, они би могли да издрже животне температуре до 4 милијарде година, што је скоро старост Земље.
Као што је Смие назначио, то је делом и због чињенице да тектоника плоча није увек неопходна за вулканску активност:
"И даље имате вулканизам на стајаћим планетима са поклопцима, али то је много краће време него на планетама са тектоником плоча, јер нема толико бициклизма. Вулкани резултирају низом токова лаве, који се временом укопавају попут слојева торте. Стијене и седименти загријавају се дубље како су покопани. "
Истраживачи су такође открили да без тектонике плоча, стајаће планете поклопца још увек могу да имају довољно топлоте и притиска да доживе дегасирање, при чему гас угљен-диоксида може да изађе из камења и крене на површину. На Земљи, рекао је Смие, исти процес се одвија и са водом у зонама раскида субдукције. Овај процес се повећава на основу количине елемената за производњу топлоте присутних на планети. Као што је објаснио Фолеи:
„Постоји сладак опсег где планета ослобађа довољно угљен-диоксида да се планета не смрзне, али не толико да време не би могло да извуче угљен-диоксид из атмосфере и одржи климу умереном.“
Према моделу истраживача, присуство и количина елемената за производњу топлоте били су далеко бољи показатељи за потенцијал планете да одржи живот. На основу њихових симулација открили су да је почетни састав или величина планете веома важан за утврђивање да ли ће или не постати прихватљива. Или како су навели, потенцијална усељеност планете одређује се при рођењу.
Показујући да би стајаће планете са поклопцем и даље могле да подржавају живот, ова студија има потенцијал за велико проширење опсега онога што научници сматрају потенцијално погодним за живот. Када се 2021. године употреби свемирски телескоп Јамес Вебб (ЈВСТ), испитује атмосферу стајаћих планета поклопца како би утврдио присуство биосигнатура (попут ЦО2) биће главни научни циљ.
Знање да би више ових света могло да одржи живот свакако је добра вест за оне који се надају да ћемо у животу наћи доказе о изванземаљском животу.
