يمكن الكواكب كرة الثلج دعم الحياة؟

مفهوم الفنان لكوكب كرة الثلج ، مع سطحه مغطى بالكامل أو شبه كامل في الجليد. الصورة عبر ناسا / AGU / GeoSpace.

عندما يتعلق الأمر بالبحث عن الحياة خارج النظام الشمسي - على الأقل الحياة كما نعرفها - يميل التركيز إلى التركيز على الكواكب الخارجية التي ليست ساخنة أو باردة للغاية. تتمتع الكواكب الصخرية في المنطقة الصالحة لنجمها بأفضل فرصة للحصول على الماء على أسطحها. حتى الآن ، كان يُعتقد أن عوالم مماثلة مغطاة بالجليد من المحتمل أن تكون شديدة البرودة للحياة. ولكن الآن تشير الأبحاث الجديدة إلى أن الأمر قد لا يكون دائمًا ، وأن بعض هذه الكواكب يمكن أن تحتوي على مناطق صالحة للسكن.

تم نشر النتائج الجديدة التي استعرضها النظراء في مجلة كواكب البحوث الجيوفيزيائية في 18 يوليو 2019.

تركز الدراسة على كواكب كرة الثلج - كواكب صخرية مثل الأرض مع تجميد محيطاتها - التي اعتقد العلماء أنها ربما تكون باردة للغاية للحياة. مثل هذه العوالم لا يوجد بها ماء سائل على أسطحها ، فقط جليد ، ومساحات أرض قليلة أو معدومة.

لكن البحث الجديد وجد أن الوضع قد لا يكون دائمًا شديد الخطورة بعد كل شيء ، كما صرح أديف بارادايس ، عالم الفلك والفيزياء في جامعة تورنتو:

لديك هذه الكواكب التي قد تراها تقليديا غير صالحة للسكن وهذا يشير إلى أنها ربما تكون كذلك.

وفقًا للدراسة الجديدة ، لا يزال بإمكان بعض كواكب كرة الثلج امتلاك مناطق برية وماء حول خط الاستواء. الصورة عبر Gfycat.

تشير النتائج إلى أن بعض كواكب كرة الثلج ربما لا تزال لديها مناطق أرضية بالقرب من خط الاستواء ، مع درجات حرارة في تلك المناطق دافئة بما يكفي لجعلها أكثر قابلية للسكن. استخدم الباحثون برنامج كمبيوتر لمحاكاة المتغيرات المناخية المختلفة ، مع مراعاة ظروف مثل كمية أشعة الشمس المتاحة وتكوين مناطق الأرض.

وفقا لهؤلاء العلماء ، فإن أحد المتغيرات الرئيسية هو ثاني أكسيد الكربون. كما نعلم من دراسات تغير المناخ ، فإن ثاني أكسيد الكربون رائع في حبس الحرارة في الغلاف الجوي للكوكب. عندما يكون هناك ما يكفي منه ، يمكن أن يظل الكوكب دافئًا بدرجة كافية للحصول على الماء السائل. ولكن إذا كان هناك القليل جدًا من هذا الغاز ، فسوف يتجمد الكوكب. المريخ مثال جيد ؛ يتكون الغلاف الجوي في المقام الأول من ثاني أكسيد الكربون ، ولكن الغلاف الجوي نفسه رقيق جدًا بحيث لا يحتفظ بالكثير من الحرارة. حتى الآن الكوكب بارد وجاف.

يُعتقد أن كواكب كرة الثلج تتشكل عندما ينخفض ​​مستوى ثاني أكسيد الكربون في أجواءها بسبب هطول الأمطار والتآكل. الماء من الأمطار يمتص ثاني أكسيد الكربون ، ويحوله إلى حمض الكربونيك. يتفاعل هذا الحمض مع الصخور ، ويحطم حمض الكربونيك إلى أبعد من ذلك. ثم يرتبط مع المعادن ، التي يتم نقلها إلى المحيطات وتخزينها في قاع البحر.

رسم بياني يوضح العلاقة بين ثاني أكسيد الكربون الناتج عن النشاط البركاني وثاني أكسيد الكربون الذي تم إزالته من الأمطار وتآكل المناخات المعتدلة وكرة الثلج. يمكن أن تتعثر الكواكب في حالة كرة الثلج عندما يتوازن النشاط البركاني ومعدلات التجوية. الصورة عبر AGU / GeoSpace.

عندما تتم إزالة كل أو أكثر من ثاني أكسيد الكربون من الجو ، سيتجمد الكوكب ، ويتحول إلى كوكب كرة ثلج. ستكون هذه الكواكب الآن باردة تمامًا وقاحلة على أسطحها ، وليس أفضل الأماكن لتطور الحياة.

ولكن إذا كانت الدراسة الجديدة صحيحة ، فهناك بعض الأخبار الجيدة.

لقد ظن العلماء أن إزالة ثاني أكسيد الكربون توقف خلال مرحلة كرة الثلج ، حيث سيتم تجميد جميع المياه السطحية. ومع ذلك ، تشير النتائج إلى أن بعض الكواكب كرة الثلج سوف تستمر في فقدان ثاني أكسيد الكربون بعد تجميدها. لماذا هو على ما يرام؟ وهذا يعني أن تلك الكواكب ستحتاج إلى بعض الأمطار غير المتجمدة والأمطار العرضية حتى تستمر المياه في إزالة ثاني أكسيد الكربون من الجو.

ووجد الباحثون أن مناطق اليابسة في مراكز القارات ، بعيدا عن المحيطات المتجمدة ، يمكن أن تظل دافئة بدرجة كافية للمياه السائلة. يمكن أن تصل درجات الحرارة في تلك المناطق إلى ما فوق 50 درجة فهرنهايت (10 درجات مئوية). أدنى درجة حرارة يمكن أن تتكاثر فيها الحياة هي ناقص 4 درجات فهرنهايت (ناقص 20 درجة مئوية).

سؤال آخر هو ما إذا كان الكوكب يصبح كوكب كرة ثلجية ، هل يبقى دائمًا على هذا النحو؟ أو يمكن أن يتغير مرة أخرى؟ لقد افترض العلماء أن الكوكب عادةً ما يخرج في نهاية المطاف من مرحلة كرة الثلج ، إذا تم إطلاق ثاني أكسيد الكربون الإضافي من خلال البراكين. يعتقد أن الأرض نفسها مرت بمراحل كوكب كرة الثلج الخاص بها.

قد لا يكون هذا صحيحًا دائمًا أيضًا ، وفقًا للدراسة الجديدة. في ظل ظروف معينة ، قد يصبح الكوكب عالقًا في حالة كوكب كرة الثلج. إذا استمر إزالة كمية كافية من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي من خلال التجوية ، فإن ذلك يمكن أن يوازن ثاني أكسيد الكربون المنبعث من البراكين. نتيجة لذلك ، لن يذوب الكوكب بالكامل مرة أخرى.

يعتقد العلماء أن الأرض نفسها مرت بمرحلة واحدة على الأقل إلى ثلاث مراحل لكوكب كرة الثلج أثناء وجودها. مفهوم هذا الفنان يصورها منذ 720 مليون سنة. الصورة عن طريق ميكيل جول جنسن / سب / كوزموس / سي إن آر إس نيوز.

أحد الآثار الرئيسية لهذه النتائج هو أن الخط الفاصل بين ما نعتقد أنه كوكب صالح للسكن وكوكب غير صالح للسكن قد يكون أقل وضوحًا بكثير مما كان يعتقد سابقًا. كما لاحظ الجنة:

ما نجده هو في الواقع هذا الخط غامض بعض الشيء.

هناك أيضا إمكانية أخرى للنظر فيها. ماذا لو كان كوكبًا قد تجمد على سطحه ولكن ظل سائلًا؟ لا توجد أي كواكب من هذا القبيل في نظامنا الشمسي ، ولكن هناك أقمار. يوروبا وإنسيلادوس على وجه الخصوص ، لهما محيطات عالمية مغطاة بقشرة من الجليد. كلما علمنا بها أكثر ، كلما بدا أنهم قادرون بالفعل على دعم الحياة. يبدو أن كلا المحيطين يشبهان محيطات الأرض في تكوينها ، ولديهما ما يكفي من الحرارة والطاقة والمواد الغذائية الكيميائية. لا نعرف حتى الآن ما إذا كانت هناك بالفعل أي حياة في أي مكان ، ولكن الآفاق واعدة.

لا نعرف عدد كواكب كرة الثلج الموجودة هناك ، لكننا نعرف بالفعل أن الكواكب الصخرية بحجم الأرض والأكبر تبدو شائعة في مجرتنا ، استنادًا إلى النتائج التي توصل إليها تلسكوب كيبلر الفضائي والتلسكوبات الأخرى. وهذا بحد ذاته واعد في البحث عن الحياة في مكان آخر. والآن تظهر نتائج هذه الدراسة الجديدة كيف أنه ، حتى لو كانت بعض هذه الكواكب باردة جدًا ، فقد تظل صالحة للسكن.

خلاصة القول: تظهر الأبحاث الجديدة أن بعض كواكب كرة الثلج المجمدة ربما لا تزال قادرة على دعم الحياة.

المصدر: كرات الثلج الصالحة للحياة: ظروف الأراضي المعتدلة ، والمياه السائلة ، والآثار المترتبة على التعرّض لثاني أكسيد الكربون

عبر GeoSpace