Ранее научное сообщество предполагало, что планеты, покрытые глубокими океанами, не смогут поддерживать круговорот минералов и газов, стабилизирующих климат на Земле, следовательно, не могут быть благоприятными для жизни. Но недавнее исследование, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal, показало, что такие планеты способны поддерживать жизнь на протяжении более длительных периодов, чем принято считать. Находка авторов основана более чем на 1000 симуляций.
«Это действительно оттесняет идею того, что вам нужен клон Земли, то есть планета с некоторой сушей и неглубоким океаном», — говорит Эдвин Кайт, доцент геофизических наук Чикагского университета и ведущий автор исследования.
С улучшением телескопов ученые находят все больше и больше планет, вращающихся вокруг звезд в других солнечных системах. Такие открытия сопровождаются новыми исследованиями того, как жизнь потенциально может сохраняться на других планетах. Естественно, некоторые из них радикально отличаются от Земли, особенно будучи полностью покрытыми водой.
Учитывая тот факт, что жизни нужен длительный период для развития, и то, что свет и тепло на планетах изменяются с возрастом их звезд, ученые обычно ищут планеты, на которых есть вода и которые могут поддерживать стабильность климата с течением времени. Главный способ, о котором мы знаем, — земной. Голубая планета на протяжении долгого времени охлаждается, вытягивая парниковые газы в минералы, и нагревается, выбрасывая их через вулканы. Однако такая модель не работает на водных мирах, покрытых глубокими водами, покрывающими камни и подавляющими вулканы.
Диаграмма, отображающая обитаемость водных миров, вращающихся вокруг звезд типа G2 / © Penn State
Кайт и его коллега Эрик Форд из Университета штата Пенсильвания хотели узнать, есть ли у жизни другой способ выжить. Они разработали симуляцию с тысячами планет, сгенерированных случайным образом, и проследили эволюцию их климатов на протяжении миллиардов лет.
«Удивительно, что многие из них остаются стабильными в течение более чем миллиарда лет. Это просто везение, — говорит Кайт. — Мы считаем, что это около десяти процентов из них».
Эти удачливые планеты находятся в правильном месте относительно своих звезд. На них достаточно углерода, и количество растворившихся в океане минералов и элементов из коры не слишком велико для того, чтобы вытягивать углерод из атмосферы. На них достаточно воды с самого начала, и они обращают углерод только между атмосферой и океаном, чего при правильных концентрациях достаточно для стабилизации процессов.
«То, сколько планете необходимо времени, в основном зависит от углекислого газа и его распределения между океаном, атмосферой и камнями в ранние периоды, — объясняет Кайт. — Действительно, похоже, что есть способ сохранить планету обитаемой в течение долгого срока без геохимических циклов, которые мы видим на Земле».
В этих симуляциях в расчет брались звезды, подобные нашей планете, но результаты также можно назвать оптимистичными и для красных карликов. Планеты в системах красных карликов считаются многообещающими кандидатами для наличия жизни, так как яркость этих звезд увеличивается гораздо медленнее, чем яркость Солнца, что дает жизни больший период для становления.
«Теоретически все, что необходимо, — это стабильный свет звезды», — подытожили авторы работы.
