Что если бы Земля была суперземлёй?

Экзопланета
Иллюстрация художника, показывающая суперземлю Kepler69 c. Авторы и права: NASA.

В течение почти четырёх лет космический телескоп “Кеплер” (НАСА) исследовал наш уголок галактики. Он наблюдал за более чем 150 000 звёзд в поисках планет размером с Землю. Миссия не разочаровала; “Кеплер” обнаружил множество планет, известных как суперземли.

Эти далёкие планеты могут напомнить вам о доме – они скалистые, меньше газовых гигантов, расположены рядом со своей звездой и обладают относительно тонкой атмосферой. Но они намного больше, чем наша планета. Эти суперземли весят в два-десять раз больше Земли.

Поскольку существует так много суперземель, возникает вопрос: что бы произошло с нашей планетой, если бы она была в два или даже в десять раз больше, чем сейчас?

Возможно, что Земля и другие внутренние планеты нашей Солнечной системы двигались в этом направлении, сказал Микки Розенталь, изучающий формирование планет в Университете Калифорнии, Санта-Крус. Одна теория состоит в том, что в какой-то момент времени Юпитер стал настолько большим, что он перекрыл доступ к космическим строительным блокам, необходимым для увеличения внутренних планет, что фактически привело к их голоданию.

Независимо от причины нынешнего размера Земли, нет никакого способа действительно узнать, что случилось бы с Землёй, если бы она была суперземлёй. Но у учёных есть некоторые идеи, основанные на том, что они узнали о наших дальних родственниках.

Земля
На этой иллюстрации показан вид на Землю из космоса. Авторы и права: NASA.

Начнём с того, что вы будете меньше – вы, гора Эверест и каждое дерево в калифорнийском национальном парке “Секвойя” – потому что если вы увеличите размер планеты и сохраните всё остальное одинаковым, гравитация тоже увеличится. Если бы Земля была в два раза больше её нынешнего размера, вы были бы тяжелее, потому что сила тяжести увеличивается с увеличением плотности и радиуса планеты. Потребовалось бы больше энергии, чтобы противостоять гравитационному притяжению, поэтому строения, которые у нас есть сегодня, оказались бы недостаточно прочными, чтобы выдержать свой вес.

Из-за большего радиусом и более сильного гравитационного поля на Землю будут значительно чаще падать метеориты, сказал в прямом эфире Рори Барнс, теоретик, в Вашингтонском университете. Имея большие размеры, Земли привлекала бы всё больше и больше астероидов, поэтому разрушительные столкновения стали бы более серьёзной проблемой, чем сейчас.

Если бы гипотетическая суперземля была бы больше Земли, скажем, в 10 раз, то в её внутренней части могли бы начаться драматические изменения. Железное ядро и жидкость мантии также были бы в 10 раз тяжелее. И с большей силой тяжести, действующей на большую массу, давление под поверхностью Земли увеличилось бы. Такое высокое давление может привести к затвердеванию железного ядра, сказал Барнс.

Суперземля
Впечатление художника о суперземле Gliese 1252b и её родительской звезде. Авторы и права: Sci-NewsCom.

На данный момент конвекционные токи в нашем частично жидком ядре генерируют магнитное поле Земли. Но если ядро ​​затвердеет, токи прекратятся, и магнитное поле может быть ослаблено или вовсе исчезнет, сказал Барнс. По словам Барнса, если наше магнитное поле исчезнет, то это будет губительно для жизни на Земле.

Наше магнитное поле “защищает жизнь на планете от злобного космоса”, – отметил Барнс. Без него заряжённые частицы могут вызвать на Земле всевозможные проблемы, в том числе расщепление ДНК и повышение риска заболеть раком.

Барнс также сказал, что большая масса может сделать суперземлю более вулканически активной, чем сейчас. По мере того, как радиус планеты увеличивается, внутри появляется больше энергии и меньше мест для выхода этой энергии. Тектоника плит тоже была бы другой на суперземле. Более крупная мантия также будет более горячей, что может вызвать более энергичные конвекционные потоки, которые будут толкать пластины сильнее. Однако, возможно, что под высоким давлением кора полностью расплавится, и тектоника плит вообще не будет существовать.

Кеплер
Космический телескоп «Кеплер» и открытая им планетарная система в представлении художника. Авторы и права: NASA Goddard Space Flight Center.

Основываясь на данных о суперземлях, которые получили учёные на сегодняшний день, мы не можем быть уверены в том, что Земля была бы пригодной для жизни, если бы она была суперземлёй. Космический телескоп “Кеплер” был лучшим в обнаружении планет, находящихся близко к их звёздам – гораздо ближе, чем Земля к Солнцу. Большинство известных науке суперземель, находятся почти так же близко к своей звезде, как Меркурий к нашему Солнцу.

По словам Хильке Шлихтинга, доцента астрофизики в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, для того, чтобы Земля была сопоставимой с этими экзопланетами, она должна иметь орбиту около 100 дней. Эта орбита может быть пригодной для обитания в системах со звездой, меньшей, чем Солнце, но если бы наша Земля находилась так близко к нашему Солнцу, то вся вода на планете испарилась бы.

Другими словами, Земля будет вне обитаемой зоны и, по сути, станет паровой планетой.

Удивительно, что многие обнаруженные к настоящему времени суперземли кажутся богатыми водой, подобно целым водным мирам, – сказал в интервью Родриго Люгер, научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики Фонда Саймона в Нью-Йорке. Возможно, что эти планеты сформировались в другой области их системы, а затем мигрировали ближе к своим звёздам.

Экзопланета
Водные миры Kepler-35a и b – экзопланеты размером с Землю, полностью покрытые водой. Авторы и права: NASA / JPL-Caltech.

Однако эти планеты не могут быть обитаемыми, поскольку на дне их глубоких океанов находится слой твёрдого льда. Этот лёд образуется не из-за низких температур, а из-за сильного давления сверхглубокого океана. Этот ледяной слой блокирует любое взаимодействие между атмосферой и внутренней частью планеты, что означает отсутствие углеродного цикла (процесс, в котором углерод циркулирует в атмосфере, океане и коре) или минерального обмена (который регулирует долгосрочную температуру Земли посредством взаимодействия между атмосферой и мантией). Это не способствует обитаемости – по крайней мере, для жизни в том виде, в котором мы её знаем.

Реальность такова, что у учёных больше вопросов о суперземлях, чем ответов. И мы не до конца понимаем физику нашего собственного мира, а тем более, планеты, находящейся за пределами нашей Солнечной системы. Мы не знаем, что случилось бы, если бы Земля была сверхземлёй или находилась ближе к Солнцу.

Но, кажется, то, что мы не живем на планете, которая является какой-либо из описанных выше, на самом деле к лучшему.

Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.