Земля має рідкісну перевагу: чому більшість придатних для життя планет можуть бути мертвими

• Дослідження показало, що планетам розміром із Землю потрібні значні запаси води для підтримки стабільних кліматичних умов і можливості життя.
• Моделі, використані в дослідженні, допомагають зрозуміти, чому сухі планети, навіть у зоні населеності, навряд чи можуть підтримувати життя, аналогічно до умов на Венері.

Пошук планет, схожих на Землю, – завдання дуже непросте. Навіть якщо планета перебуває в так званій "зоні життя", це ще не означає, що там можуть існувати живі організми. Нове дослідження показало: багатьом екзопланетам бракує не температури чи атмосфери, а достатньої кількості води, без якої кліматична система просто руйнується.

Дослідники з Університету Вашингтона дійшли висновку, що для довготривалої придатності планети до життя недостатньо просто перебувати на правильній відстані від своєї зорі. Навіть якщо температура дозволяє існування рідкої води, надто сухий світ може залишатися повністю непридатним для життя, пише SciTechDaily.

Дивіться також Телескоп NASA відкрив тисячі можливих нових світів навколо далеких зірок

У новій роботі, опублікованій у Planetary Science Journal, науковці з'ясували: планеті розміром із Землю потрібно щонайменше від 20 до 50% об'єму земних океанів, аби зберігати стабільні умови на поверхні протягом тривалого часу.

Сьогодні астрономи вже підтвердили існування понад 6 тисяч екзопланет, а загальна їхня кількість у галактиці оцінюється у мільярди. Багато з них розташовані в зоні населеності – області навколо зорі, де температура теоретично дозволяє існування рідкої води. Проте саме розташування – лише частина умов.

Авторка дослідження Гаскелл Вайт-Джанелла, аспірантка факультету наук про Землю та космос, пояснює, що під час пошуку життя у Всесвіті вченим доводиться відсівати частину кандидатів, адже ресурси для спостережень обмежені. Саме тому важливо розуміти, які планети справді можуть бути придатними для життя.

Чому сухі планети не можуть підтримувати життя?

Особливу увагу команда приділила так званим посушливим планетам – світам із дуже малими запасами поверхневої води, значно меншими за об'єм земного океану. Частина таких планет також перебуває у зоні населеності, але досі було незрозуміло, чи можуть вони реально підтримувати життя.

Головна проблема полягає у геологічному вуглецевому циклі – природному механізмі, який на Землі регулює температуру поверхні протягом мільйонів років.

На нашій планеті вуглекислий газ, який викидають вулкани, накопичується в атмосфері, після чого розчиняється в дощовій воді. Ця вода вступає в реакцію з гірськими породами, а потім змиває вуглець до океану, де він осідає на дні. Завдяки тектоніці плит частина цього вуглецю знову повертається вгору через геологічні процеси.

Саме цей механізм працює як природний "термостат" планети.

Якщо ж води недостатньо для постійних опадів, система починає руйнуватися. Вивітрювання порід сповільнюється, а вулкани продовжують викидати CO2. Вуглекислий газ накопичується в атмосфері, посилює парниковий ефект, температура зростає, залишки води випаровуються ще швидше – і запускається замкнене коло перегріву.

У результаті планета стає занадто гарячою для життя. За словами Вайт-Джанеллі, це означає, що більшість сухих планет навіть у зоні населеності навряд чи є хорошими кандидатами для пошуку життя.

Щоб перевірити цю гіпотезу, дослідники використали складні комп'ютерні моделі. Раніше моделі вуглецевого циклу здебільшого розглядали більш вологі й прохолодні світи, а вплив сухого клімату залишався менш вивченим.

У новій роботі науковці вдосконалили ці моделі, точніше врахувавши випаровування, опади та вплив вітру на посушливих планетах.

Співавтор дослідження Джошуа Кріссанен-Тоттон зазначає, що такі моделі спочатку створювалися для розуміння того, як працював кліматичний "термостат" Землі в різні геологічні епохи. Тепер вони допомагають оцінювати й умови на далеких екзопланетах.

Ці висновки також можуть пояснити долю Венери – найближчого до нас прикладу планети, яка могла розвиватися зовсім інакше.

Венера майже такого ж розміру, як Земля, і сформувалася приблизно в той самий період. Існують припущення, що колись вона також могла мати значні запаси води.

Сьогодні ж температура на її поверхні нагадує умови всередині дров'яної печі для піци. Атмосферний тиск там настільки високий, що, за словами дослідниці, це можна порівняти з вагою десяти синіх китів, які тиснуть одночасно.

Науковці припускають, що Венера, через трохи меншу початкову кількість води та ближче розташування до Сонця, могла втратити стабільність вуглецевого циклу. CO2 почав накопичуватися, температура зростала, вода зникала, а разом із нею – і будь-які шанси на життя.

Майбутні місії до Венери можуть допомогти з'ясувати, що саме сталося з планетою та чи існували там колись умови для життя.

Дослідники вважають, що саме вона може стати найкращим аналогом далеких екзопланет, адже висадитися на них людство навряд чи зможе в найближчому майбутньому.

Отримані дані можуть суттєво змінити підхід до пошуку життя у Всесвіті та звузити список планет, на які варто звертати особливу увагу.