En artists återgivning av hur en snöbollsplanet kan se ut. Is täcker haven till ekvatorn. Kredit:NASA
Isiga planeter som en gång ansågs vara för kalla för att försörja liv kan ha beboeliga landområden över fryspunkten, utmanar det typiska antagandet om vilka typer av planeter som kan vara beboeliga, en ny studie tyder på.
Forskare har länge trott att snöbollsplaneter - jordliknande planeter med hav frusna till ekvatorn - var livsfientliga på grund av den extrema kylan. Men ny forskning inom AGU:s Journal of Geophysical Research :Planeter upptäcker att vissa snöbollsplaneter kan ha landområden nära sina ekvatorer som når beboeliga temperaturer.
"Du har dessa planeter som du traditionellt sett kanske inte anser vara beboeliga och detta tyder på att de kanske kan vara, " sa Adiv Paradise, en astronom och fysiker vid University of Toronto och huvudförfattare till den nya studien.
Den beboeliga zonen är en rad avstånd från en stjärna där en planet teoretiskt skulle kunna ha flytande vatten och temperaturer som är tillräckligt varma för att stödja liv. Planeter i den beboeliga zonen kan vara varma och tempererade som jorden, eller helt fryst, som snöbollsplaneter.
Geologer misstänker att jorden har gått igenom allt från en till tre snöbollsfaser tidigare och att marina mikroorganismer sannolikt överlevt genom minst en av dessa perioder.
"Vi vet att jorden var beboelig genom sina egna snöbollsepisoder, eftersom livet dök upp före våra snöbollsepisoder och livet förblev länge förbi det, "Sade Paradiset. "Men hela vårt liv var i våra hav vid den tiden. Det finns ingenting om landet."
I den nya studien, Paradise och hans kollegor ville veta om områden av land på snöbollsplaneter kunde nå livsuppehållande temperaturer. De använde ett datorprogram för att simulera olika klimatvariabler på teoretiska snöbollsplaneter, anpassningsförhållanden som mängden solljus och kontinenternas konfiguration.
Den här grafen visar sambandet mellan koldioxid som produceras av vulkanisk aktivitet och koldioxid som avlägsnas från nederbörd och erosion för tempererade klimat och snöbollsklimat. Planeter fastnar i ett snöbollstillstånd när vulkanisk aktivitet och vittringshastigheter balanserar varandra. Kredit:AGU
En variabel de var intresserade av var koldioxid. Koldioxid fångar värme och håller en planet i ett tempererat klimatområde; utan det, planeterna svalnar och haven fryser.
Planeter blir snöbollar när deras atmosfäriska koldioxidnivåer sjunker för lågt på grund av en kombination av nederbörd och erosion. Vatten absorberar koldioxid och omvandlar den till kolsyra, som reagerar med stenar på marken under erosion. Denna interaktion bryter ner kolsyra mer. Det binder med mineraler, som sedan transporteras till haven och så småningom lagras i havsbotten.
Forskare trodde tidigare att avlägsnandet av koldioxid från en planets atmosfär upphörde under snöbollsfaserna eftersom allt ytvatten var fruset. Men överraskande nog, den nya studien fann att vissa snöbollsplaneter fortsätter att förlora koldioxid även efter att de har frusit. Detta innebär att planeterna måste ha lite icke-frusen mark och enstaka regn för att vatten ska fortsätta att ta bort koldioxid från atmosfären.
Några av de varmare snöbollsplaneterna som studiens författare simulerade hade landområden varma nog att hålla flytande vatten och liv även när deras hav var frusna till ekvatorn. De fann att landområden i mitten av kontinenterna bort från de frusna haven kunde nå temperaturer över 10 grader Celsius (50 grader Fahrenheit). Detta är mycket varmare än den lägsta temperatur vid vilken livet kan fortplanta sig, som forskare uppskattar till minus 20 grader Celsius (minus 4 grader Fahrenheit).
Resultaten tyder också på att jordliknande planeter kan fastna i ett snöbollstillstånd under vissa förhållanden. Forskare brukade tro att planeter lämnade snöbollsfaser genom en gradvis uppbyggnad av koldioxid som frigörs av vulkaner. Men väderpåverkan kan dra ut tillräckligt med koldioxid ur atmosfären för att balansera vulkanutsläpp, skapa en negativ återkopplingsslinga där planeten aldrig tinar, enligt forskarna.
Fynden tyder på att gränsen mellan vad som är en beboelig planet och vad som inte är det kanske inte är så bestämd som geologer en gång trodde, enligt forskarna.
"Vad vi finner är faktiskt att linjen är lite flummig, sa Paradiset.
Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs den ursprungliga historien här.
