A „szuperföldek” tanulmányozása különös új óceánokat tár fel életre

Könnyű úgy gondolni a Földre, mint egy vizes világra, hatalmas óceánjaival és gyönyörű tavaival, de sok világhoz képest a Föld különösen nedves. Még a Jupiter és a Szaturnusz jeges holdjai is sokkal több folyékony vizet tartalmaznak, mint a Föld. A Föld nem azért szokatlan, mert folyékony víz van benne, hanem azért, mert a Nap meleg, lakható zónájában van folyékony víz. Új tanulmányként in Nature Communications Azt mutatja, hogy a Föld sokkal furcsább lehet, mint gondoltuk.

A víz az egyik leggyakoribb molekula az univerzumban. A hidrogén a legelterjedtebb elem az univerzumban, és oxigén könnyen előállítható a csillagok CNO fúziós ciklusának részeként. Tehát azt várnánk, hogy vízben gazdag bolygók bővelkednek a csillagrendszerekben. De ez nem jelenti azt, hogy folyékony víz bőséges lesz. Naprendszerünkben két világ van folyékony vízzel. Óriási föld- és gázműholdak.

Más meleg földi bolygókhoz, például a Vénuszhoz és a Marshoz hasonlóan a Földnek is folyékony víz volt fiatal korában. A Mars túl fiatal volt ahhoz, hogy megtartsa a vizét. Ennek nagy része elpárolgott az űrbe, míg egy része megfagyott a felszíni kérgében. A Vénusz elég nagy volt ahhoz, hogy vizet tartson, de az erős hő hatására nagy része elforrt sűrű légkörében. Még mindig nem vagyunk egészen biztosak abban, hogy a Föld hogyan tudja megőrizni óceánjait, de valószínűleg az erős mágneses tér, valamint az aszteroidák és üstökösök vízből származó extra segítség kombinációja egy erős bombázás időszakában.

A Jupiter és a Szaturnusz jeges holdjai egy másik történet. Elég messze volt a Naptól ahhoz, hogy megtartsa formációjának vizét. Gyorsan vastag jégréteget képeztek, hogy megakadályozzák a víz elpárolgását az űrbe. De ezek a holdak kicsiny világok, és nagyon gyorsan megfagytak volna, ha nincsenek a gázóriásaik által kifejtett árapály-erők.

Mivel a hideg gázbolygóknak valószínűleg jeges holdjai vannak, az általános elképzelés az, hogy nagyobb valószínűséggel találunk életet az Európához hasonló világban, mint a Földhöz hasonló világban. Ez az új tanulmány azonban különbséget kíván. Azt állítja, hogy a folyékony víz nagyobb valószínűséggel létezik a szuperföldeken.

A szuperföldek tömege néhány földtömegtől a Neptunusz tömegéig terjed. A nagy végén valószínűleg gáznemű világok találhatók sűrű légkörrel. A kis végén valószínűleg inkább a Földhöz hasonlóak lesznek. Az eddig talált exobolygók alapján a szuperföldek messze a leggyakoribbak. Legtöbbjük valószínűleg csillagaik lakható zónáján kívül, a csillagrendszer hűvösebb vidékein található. Tehát valószínűleg vízben gazdag. De az sem valószínű, hogy egy gázóriás körül kering majd, ezért általában azt feltételezik, hogy a jégtakaró idővel többnyire megfagy.

Ennek oka a jég különböző fagyás- és olvadáspontja. A Föld jégtípusa körülbelül 0 °C-on olvad. De ez csak a Föld légköri nyomására igaz. Nagy nyomáson többféle olvadáspontú jég létezik. Bár kissé összetett, magasabb nyomáson a jég olvadáspontja sokkal magasabb lehet. Tehát még ha a szuperföld geológiailag aktív is, előfordulhat, hogy nem elég meleg ahhoz, hogy megolvasztja a jeget.

Ez az új tanulmány azt mutatja, hogy a szuperföldeknek nem kell elég melegnek lenniük ahhoz, hogy mély óceánt alkossanak. Geotermikus és nukleáris fűtés révén vékony vízréteget tud megolvasztani a felszínén, a repedéseknek és a különböző vízfázis-átalakulásoknak köszönhetően a víz beszivároghat a közvetlenül a fagyott felszín alatti rétegbe. Ez a folyamat elegendő lenne ahhoz, hogy gazdag folyékony vízréteget hozzon létre az óceánok számára. Mivel az óriás Föld hője évmilliárdokig tart, elég hosszú ideig képes fenntartani egy folyékony óceánt az élet kialakulásához.

Az exobolygókról ismereteink alapján az óriásföldek óceánjai százszor gyakoribbak lehetnek, mint a Földhöz hasonló világoké vagy a jeges holdaké. Ez azt jelenti, hogy az életnek több lehetséges otthona van, mint gondoltuk.

Ez a cikk eredetileg megjelent a mai világegyetem írta: Brian Cooperlin. Olvassa el a Az eredeti cikk itt található.