Khi các nhà thiên văn phát hiện ra một hành tinh ngoại mới, một trong những cân nhắc đầu tiên là nếu hành tinh nằm trong vùng có thể ở được, hoặc bên ngoài nó. Nhãn đó phần lớn phụ thuộc vào việc nhiệt độ của hành tinh có cho phép nước lỏng hay không. Nhưng tất nhiên là nó không đơn giản. Một nghiên cứu mới cho thấy rằng những thế giới băng giá, băng giá với những đại dương hoàn toàn đóng băng thực sự có thể có những vùng đất có thể sống được mà vẫn có thể ở được.
Nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý AGU: Các hành tinh. Nó tập trung vào cách CO2 quay vòng qua một hành tinh và cách nó ảnh hưởng đến nhiệt độ hành tinh. Tiêu đề là Quả cầu tuyết có thể sống được: Điều kiện đất ôn đới, Nước lỏng và Ý nghĩa đối với CO2 Thời tiết.
Một hành tinh bóng tuyết là một hành tinh tương tự Trái đất, nhưng với các đại dương đóng băng tất cả các đường đến xích đạo. Nó khác biệt với một kỷ băng hà, khi các sông băng phát triển và các dải băng cực mở rộng, đôi khi trở nên dày vài km. Trong thời kỳ băng hà, các đại dương xích đạo vẫn không có băng.
Nhưng một hành tinh bóng tuyết bị đóng băng kỹ lưỡng hơn thế. Trên một hành tinh bóng tuyết, tất cả các đại dương được bao phủ trong băng, bao gồm bất kỳ đại dương xích đạo nào. Các nhà khoa học đã coi những hành tinh này là có thể ở được, bởi vì không có nước lỏng trên bề mặt.
Trái đất đã trải qua ít nhất một và có thể nhiều như ba pha bóng tuyết trong lịch sử của nó. Sự sống chịu đựng những giai đoạn này bởi vì dạng sống duy nhất là vi sinh vật biển. Vì vậy, câu hỏi là, khi chúng ta nhìn vào một ngoại hành tinh bóng tuyết trong khu vực có thể ở ngôi sao của nó, liệu có thể là sự sống vẫn còn tồn tại ở đó không?
Nghiên cứu mới này cho biết có, hoặc ít nhất, có thể.
Tác giả chính của nghiên cứu mới này là Adiv Paradise, một nhà thiên văn học và vật lý học tại Đại học Toronto, Canada. Paradise tóm tắt lại tình huống ngắn gọn: Bạn có những hành tinh mà theo truyền thống bạn có thể coi là không thể ở được và <nghiên cứu mới này cho thấy rằng có thể chúng có thể.
Chúng tôi biết rằng Trái đất có thể ở được thông qua các tập phim bóng tuyết của riêng mình, bởi vì sự sống đã xuất hiện trước các tập phim bóng tuyết của chúng tôi và cuộc sống vẫn còn tồn tại quá lâu. Tuy nhiên, tất cả cuộc sống của chúng tôi là ở đại dương của chúng tôi tại thời điểm đó. Không có gì về đất đai.
Paradise và phần còn lại của đội muốn điều tra ý tưởng rằng ngay cả trên một hành tinh bóng tuyết, một số khu vực đất liền có thể duy trì sự sống. Họ đã sử dụng các mô hình máy tính để mô phỏng các biến khí hậu khác nhau trên thế giới bóng tuyết lý thuyết. Họ đã điều chỉnh cấu hình của các lục địa, lượng ánh sáng mặt trời và các đặc điểm khác của thế giới bóng tuyết lý thuyết của họ. Họ cũng tập trung vào CO2.
CO2 là một loại khí nhà kính, tất nhiên. Nó cho phép một bầu khí quyển hành tinh có thể giữ nhiệt và nó có thể giúp giữ cho một hành tinh ôn hòa. Không đủ của nó, và một hành tinh có thể đóng băng rắn. Quá nhiều, và nhiệt độ có thể vượt quá phạm vi mà sự sống có thể tồn tại.
CO2 theo một chu kỳ đã biết trong cuộc sống của một hành tinh. Lượng tồn tại trong khí quyển phụ thuộc vào lượng mưa và xói mòn. Nước trong mưa hấp thụ CO2 và biến nó thành axit carbonic. Một khi nó trên bề mặt hành tinh, axit carbonic phản ứng với đá. Những phản ứng đó phá vỡ axit carbonic, và nó liên kết với các khoáng chất. Cuối cùng, carbon di chuyển ra đại dương và được lưu trữ dưới đáy đại dương.
Nhưng một khi bề mặt của một hành tinh bóng tuyết bị đông cứng, không điều gì có thể xảy ra. Việc loại bỏ CO2 khỏi khí quyển sẽ ngừng chết trong các dấu vết của nó. Không có mưa, và không có đất tiếp xúc.
Nhưng trong các mô phỏng của họ, một số hành tinh bóng tuyết được mô hình hóa của họ tiếp tục mất CO2 trong khí quyển ngay cả sau khi họ đóng băng. Điều đó ngụ ý hai điều: phải có một vùng đất không có băng và phải có một lượng mưa.
Trong một số mô phỏng, một số hành tinh bóng tuyết ấm hơn những hành tinh khác. Trong số đó, một số trong số chúng có các vùng đất vẫn đủ ấm để chu trình carbon tiếp tục: có cả lượng mưa và đá lộ ra. Những khu vực không bị đóng băng này nằm ở trung tâm của các lục địa, cách xa các đại dương băng giá. Một số nhiệt độ ở những khu vực đó lên tới 10 độ C (50 F.) Vì các nhà khoa học nghĩ rằng sự sống vẫn có thể tiếp tục sinh sản ở nhiệt độ thấp đến -20 C (-4 F.,) sau đó những phát hiện này mở đường cho sự sống sống sót trên các hành tinh bóng tuyết, giống như trong các pha bóng tuyết của chính Trái đất
Nhưng nghiên cứu cũng tìm thấy một cái gì đó khác. Trong những điều kiện phù hợp, (hoặc không phải là điều kiện phù hợp, nếu bạn muốn nhìn thấy nhiều sự sống ngoài kia hơn), một hành tinh có thể bị mắc kẹt trong một pha bóng tuyết và không bao giờ di chuyển ra khỏi nó. Đó cũng là tất cả các chu trình carbon.
Các nhà khoa học từng nghĩ rằng đối với các hành tinh hoạt động núi lửa, sẽ có sự giải phóng dần dần CO2 được cô lập trong đá và theo thời gian, nó sẽ làm ấm bầu khí quyển, vì nó có thể bị loại bỏ bởi mưa. Nhưng nếu nghiên cứu là chính xác, thì một lượng nhỏ đất bị phơi nhiễm và mưa rơi trên đó, có thể cân bằng lượng CO2 giải phóng và giữ hành tinh ở trạng thái gần như tuyết rơi vĩnh viễn. Chỉ một lượng nhỏ đất sẽ không có băng. Trong kịch bản đó, cuộc sống có thể là không thể.
Nhìn chung, kết quả của nghiên cứu này cho thấy các hành tinh phức tạp như thế nào. Mỗi người ở trong một tình huống duy nhất và nhãn sơ bộ của nơi có thể ở được hoặc không thể ở được chỉ là điểm khởi đầu. Có một số lượng lớn các biến số định hình mỗi ngoại hành tinh chúng ta khám phá.
Thật khó để nói rằng chúng ta có thể loại trừ một số lượng lớn các hành tinh về khả năng cư trú. Chẳng hạn, các sao Mộc nóng đang thiêu đốt các hành tinh khí nóng và không bao giờ có thể hỗ trợ bất kỳ dạng sống nào mà chúng ta có thể hình dung.
Nhưng đối với các hành tinh trong khu vực có thể ở được hoặc trên các ranh giới, chúng ta không thể loại bỏ chúng, ngay cả khi chúng dường như không thể hỗ trợ sự sống.
Cần thêm khoa học.
Nguồn:
- Thông cáo báo chí: Nghiên cứu cho thấy các hành tinh giống Trái đất đóng băng có thể hỗ trợ sự sống
- Tài liệu nghiên cứu: Quả cầu tuyết có thể sống: Điều kiện đất ôn đới, nước lỏng và ý nghĩa đối với CO2 Thời tiết
- Wikipedia: Quả cầu tuyết
- Wikipedia: Thời kỳ Cryogian
