Quando gli astronomi scoprono un nuovo esopianeta, una delle prime considerazioni è se il pianeta si trova nella zona abitabile o al di fuori di esso. Tale etichetta dipende in gran parte dal fatto che la temperatura del pianeta permetta o meno acqua liquida. Ma ovviamente non è così semplice. Un nuovo studio suggerisce che mondi congelati e ghiacciati con oceani completamente congelati potrebbero effettivamente avere aree di terra vivibili che rimangono abitabili.
Il nuovo studio è stato pubblicato nel Journal of Geophysical Research: Planets dell'AGU. Si concentra su come la CO2 scorre attraverso un pianeta e su come influenza la temperatura del pianeta. Il titolo è "Palle di neve abitabili: condizioni di terreno temperato, acqua liquida e implicazioni per le emissioni di CO2 Agenti atmosferici “.
Un pianeta a palle di neve è un pianeta simile alla Terra, ma con gli oceani congelati fino all'equatore. È separato da un'era glaciale, quando i ghiacciai crescono e le calotte polari si espandono, talvolta diventando spesse diversi chilometri. In un'era glaciale, gli oceani equatoriali rimangono liberi dal ghiaccio.
Ma un pianeta a palle di neve è molto più congelato di così. Su un pianeta a palle di neve, tutti gli oceani sono coperti di ghiaccio, compresi tutti gli oceani equatoriali. Gli scienziati hanno considerato questi pianeti abitabili, perché non c'è acqua liquida in superficie.
La Terra ha vissuto almeno una e forse tre fasi di palle di neve nella sua storia. La vita ha subito queste fasi perché le uniche forme di vita erano i microrganismi marini. Quindi la domanda è, quando guardiamo un esopianeta di palle di neve nella sua zona abitabile della stella, è possibile che la vita sopravviva lì, dopo tutto?
Questa nuova ricerca dice di sì, o almeno, forse.
L'autore principale di questo nuovo studio è Adiv Paradise, un astronomo e fisico dell'Università di Toronto, in Canada. Paradise sintetizza sinteticamente la situazione: "Hai questi pianeti che tradizionalmente potresti considerare non abitabili e questo <nuovo studio> suggerisce che forse possono esserlo".
"Sappiamo che la Terra è stata abitabile attraverso i suoi episodi di palle di neve, perché la vita è emersa prima dei nostri episodi di palle di neve e la vita è rimasta molto oltre", ha detto Paradise in un comunicato stampa. “Ma tutta la nostra vita era nei nostri oceani in quel momento. Non c'è niente sulla terra ".
Paradise e il resto del team hanno voluto indagare l'idea che anche su un pianeta a palle di neve, alcune aree terrestri potrebbero rimanere a supporto della vita. Hanno usato modelli computerizzati per simulare diverse variabili climatiche su mondi teorici a palle di neve. Hanno regolato la configurazione dei continenti, la quantità di luce solare e altre caratteristiche dei loro mondi teorici delle palle di neve. Si sono anche concentrati sulla CO2.
La CO2 è un gas serra, ovviamente. Permette all'atmosfera di un pianeta di intrappolare il calore e può aiutare a mantenere un pianeta temperato. Non abbastanza, e un pianeta può congelare solido. Troppo, e le temperature possono salire oltre un intervallo in cui la vita può sopravvivere.
La CO2 segue un ciclo noto nella vita di un pianeta. La quantità che persiste nell'atmosfera dipende dalla pioggia e dall'erosione. L'acqua piovana assorbe CO2 e la trasforma in acido carbonico. Una volta che si trova sulla superficie di un pianeta, l'acido carbonico reagisce con le rocce. Quelle reazioni abbattono l'acido carbonico e si lega ai minerali. Alla fine quel carbonio si dirige verso l'oceano e viene immagazzinato sul fondo dell'oceano.
Ma una volta che la superficie di un pianeta a palle di neve si è congelata solida, nulla di tutto ciò può accadere. La rimozione di CO2 dall'atmosfera si ferma nelle sue tracce. Non ci sono precipitazioni e nessuna terra esposta.
Ma nelle loro simulazioni, alcuni dei loro pianeti modellati a palle di neve hanno continuato a perdere CO2 atmosferica anche dopo il congelamento. Ciò implica due cose: ci deve essere una terra libera dal ghiaccio e ci devono essere delle piogge.
In alcune simulazioni, alcuni dei pianeti delle palle di neve erano più caldi di altri. Tra questi, alcuni di essi avevano aree terrestri che erano rimaste abbastanza calde per continuare il ciclo del carbonio: c'erano sia le piogge che le rocce esposte. Queste aree non congelate si trovavano al centro dei continenti, lontano dagli oceani congelati. Alcune temperature in quelle aree hanno raggiunto i 10 gradi Celsius (50 F.) Poiché gli scienziati pensano che la vita possa ancora continuare a riprodursi a temperature fino a -20 C (-4 F.,), questi risultati aprono la strada alla vita di sopravvivere sui pianeti delle palle di neve, proprio come durante le fasi (e) delle palle di neve della Terra.
Ma lo studio ha anche trovato qualcos'altro. Nelle giuste condizioni (o non nelle giuste condizioni, se desideri vedere più vita là fuori), un pianeta può rimanere intrappolato in una fase di palla di neve e non uscirne mai. Questo dipende anche dal ciclo del carbonio.
Gli scienziati pensavano che per i pianeti vulcanicamente attivi, ci sarebbe stato un rilascio graduale di CO2 sequestrato nelle rocce e che nel tempo avrebbe riscaldato l'atmosfera, dal momento che non può essere rimosso dalla pioggia. Ma se lo studio è corretto, allora una piccola quantità di terra esposta, e la pioggia che cade su di essa, potrebbe bilanciare la CO2 rilasciata e mantenere il pianeta in uno stato perpetuo vicino alla palla di neve. Solo una piccola quantità di terra sarebbe mai priva di ghiaccio. In quello scenario, la vita potrebbe essere improbabile.
Complessivamente i risultati di questo studio mostrano quanto siano complessi i pianeti. Ognuno si trova in una situazione unica e l'etichetta preliminare di abitabile o non abitabile è solo un punto di partenza. Esiste un numero incredibile di variabili che modellano ogni esopianeta che scopriamo.
È sicuro dire che possiamo escludere un gran numero di pianeti in termini di abitabilità. I Giove caldi, ad esempio, bruciano pianeti di gas caldi e non possono mai sostenere alcun tipo di forma di vita che possiamo immaginare.
Ma per i pianeti nella zona abitabile, o ai confini, non siamo in grado di escluderli, anche se sembrano improbabili che sostengano la vita.
È necessaria più scienza.
Fonti:
- Comunicato stampa: lo studio suggerisce che i pianeti terrestri congelati potrebbero sostenere la vita
- Documento di ricerca: Palle di neve abitabili: condizioni di terreno temperato, acqua liquida e implicazioni per la CO2 weathering
- Wikipedia: Snowball Earth
- Wikipedia: Periodo criogenico
