Planeti veličine Zemlje trebaju znatno više vode nego što se dosad mislilo da bi dugoročno ostali nastanjivi. Novo istraživanje pokazuje da svjetovi s premalim zalihama vode ne mogu održati ključni geološki ciklus koji stabilizira klimu, čak i ako se nalaze u nastanjivoj zoni svoje zvijezde.
Prema rezultatima, planet bi morao imati barem 20 do 50 posto količine vode koju sadrže Zemljini oceani kako bi zadržao stabilne uvjete na površini kroz duga razdoblja.
U potrazi za životom izvan Sunčeva sustava astronomi su se oslanjali na jednostavan kriterij: nalazi li se planet na pravoj udaljenosti od zvijezde da na površini može postojati tekuća voda. Takva “nastanjiva zona” dugo je bila osnovni filter u izboru kandidata.
No kako se broj otkrivenih egzoplaneta povećava — danas ih je potvrđeno više od 6.000 — postaje jasno da taj kriterij nije dovoljan. Novo istraživanje uvodi dodatno ograničenje: količina vode na površini.
“Kad tražite život u golemom svemiru s ograničenim resursima, morate dio planeta jednostavno isključiti”, rekla je glavna autorica Haskelle White-Gianella sa Sveučilišta Washington.
Ključni proces koji ovisi o vodi
U središtu analize nalazi se geološki ugljikov ciklus, spor proces koji kroz milijune godina razmjenjuje ugljik između atmosfere i unutrašnjosti planeta. Upravo taj ciklus održava temperaturu u granicama koje dopuštaju postojanje tekuće vode.
U tom sustavu ugljikov dioksid iz vulkana nakuplja se u atmosferi, zatim se otapa u kiši i kemijski reagira sa stijenama na površini. Voda potom odnosi ugljik u oceane, gdje završava na morskom dnu. Tektonika ploča s vremenom ga vraća u dubinu, a kasnije opet prema površini.
Ako vode nema dovoljno za oborine i trošenje stijena, taj se ciklus prekida. Ugljikov dioksid tada se počinje nagomilavati u atmosferi, temperatura raste, a preostala voda ubrzano isparava. Planet ulazi u stanje trajnog zagrijavanja koje onemogućuje život.
Istraživači su se usmjerili upravo na takve scenarije — planete s vrlo ograničenim količinama vode, znatno manjima od jedne Zemljine oceanske mase. Mnogi takvi svjetovi nalaze se u nastanjivoj zoni, ali njihova stvarna nastanjivost dosad nije bila jasna.
Korištenjem prilagođenih modela, koji uključuju detaljnije procjene isparavanja i oborina, tim je pokazao da su takvi planeti nestabilni na dugim vremenskim skalama. Čak i ako u početku imaju vodu na površini, mogu je izgubiti upravo zbog poremećaja u ugljikovu ciklusu.
Venera kao upozorenje iz susjedstva
Autori kao mogući primjer navode Veneru. Po veličini i starosti slična je Zemlji, a moguće je da je u ranoj fazi imala i značajne količine vode. Danas je, međutim, njezina površina ekstremno vruća i pod tlakom koji daleko nadmašuje Zemljin.
Jedno od objašnjenja jest da je Venera, zbog nešto manjeg početnog udjela vode i veće blizine Suncu, izgubila ravnotežu u geološkom ciklusu. Kako je razina ugljikova dioksida rasla, rasla je i temperatura, što je dovelo do gubitka vode.
Buduće misije prema Veneri trebale bi pomoći u razjašnjavanju te evolucije. Istodobno, rezultati bi mogli poslužiti kao referenca za tumačenje dalekih stjenovitih planeta koje nije moguće izravno istražiti.
Kako ističu autori, to ima izravne posljedice za potragu za životom: dio planeta koji su se dosad smatrali obećavajućima možda uopće ne ispunjava osnovne uvjete za dugoročnu nastanjivost
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
