地球を越えた生命をお探しですか？スチームバスの惑星に気をつけろ| 科学| スミソニアン - 記事、科学、宇宙

銀河は潜在的に居住可能な惑星にあふれており、次世代の望遠鏡はこれらの異質の世界の大気をスキャンするために準備を進めており、生命に優しい条件のヒントを探しています。しかし、ひねりを加えて、科学者のチームはコンピューターシミュレーションを使用して、これらの有望な惑星のいくつかを殺す可能性のあるものを見つけました。その結果は、生命のすべての気まぐれが確実な打撃になるわけではないことを示しています。

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ドイツの科学者は、海洋に完全に覆われた地球のような世界のモデルから始めました。その後、チームは地球規模の気候モデルを使用して、空気中の二酸化炭素の量が増加したときに何が起こるかを確認しました。

シミュレーションは、ある時点で、惑星の気候が不安定になり、温度が華氏134度を超える湿った温室と呼ばれる状態に移行することを示しました。

スチームバスで脱水された人間のように、このうだるような状態の結果の1つは水分の損失です。開始するには、熱が大気層の変化を引き起こし、水蒸気の混合を高めます。これは、太陽からのより多くの紫外線が水分子に当たり、それらを水素と酸素に分解することを意味します。酸素原子は再結合し、水素は宇宙に逃げます。

「その時点で、急速に水を失い始める状態になります」と、マックスプランク気象研究所の研究リーダーであるマックスポップは言います。

数百万年後、地球上のすべての水が蒸発するだろう、とチームは今週Nature Communicationsで報告しています。水の世界が地球のような大気で始まり、ほとんどが酸素と微量ガスを含む窒素である場合、最終結果は、ほとんどが窒素の大気である乾燥した世界になります。

この研究は、遠く離れた惑星の大気中に水、さらには酸素を発見することは、必ずしもそれが生命にやさしいことを意味しないことを示唆しています。たとえば、湿った温室状態の惑星は、水蒸気を分解するために大量の酸素を生成する可能性がありますが、ガスを生成する生物ではなく、論文をレビューしたペンシルベニア州立大学の惑星科学の教授であるジェームス・カスティングは言います出版のため。

このモデルは、CO2が多くの科学者が想定していたよりも非常に効率的な温室効果ガスであることも示した、とPoppは言います。惑星が湿った温室状態になると、戻ることは困難です。 CO2濃度を半分に削減しても、高温の条件が引き継がれると、地球はあまり冷却されません。

その理由は雲です。科学者は、水蒸気はCO2よりも効率的に熱を保持すると考えていましたが、雲はこの状況を変化させ、CO2をより優れた熱トラッパーにすることができました。

地球上でCO2レベルが上昇する時代に、これはすべて悲惨に聞こえますが、Poppは、これらのシミュレーションは私たちの惑星には適用されないと強調しています。この研究に使用された初期の全球平均気温は、現在の地球より華氏10.8度高い。その温度に到達するには、二酸化炭素濃度を現在の約4倍、おそらくそれよりも高くする必要があります。

シミュレーションは、真に現実的な惑星では行われませんでした。理想化されたモデルは、この惑星が完全に円形の軌道にあり、地球が太陽から同じ距離にあり、ほぼ同じ速度で回転するが、軸上で傾いていないと仮定しています。研究者たちは、海流、大陸、氷冠はなく、彼らの世界の海はわずか164フィートの深さであると仮定しました。

これは、計算能力が必要なためでもありますが、チームが関係するダイナミクスとフィードバックをより明確に確認できるようにするためでもあります。彼らは、雲の影響と空気中の水蒸気の圧力を含んでおり、彼らは水を大気の主要な構成要素として扱っていた、以前の研究では省略された、とカスティングは言う。

この研究は、地球の姉妹惑星である金星についての洞察を提供します。金星は、ほぼ同じ原材料で始まりましたが、早い段階で水を失いました。ただし、重要な違いの1つは、初期の金星は仮想スターターの世界よりもさらに暑かった可能性が高いことです。「ヴィーナスは、現在の地球よりも35から40パーセント高い日射を受けていました」とPopp氏は言います。惑星は湿った温室だったかもしれませんが、長くは続かなかったと彼は言います。

カスティングはそれに同意し、過去10年ほどで、惑星が水を失い始めたとき、金星はまだ大部分が溶融した表面で覆われているという理論についてコンセンサスが定まったと付け加えた。

この研究が行うことの1つは、居住可能なゾーンの内側の端、惑星がその表面に液体の水をホストできるはずの星の周りの領域を定義するのに役立つ、とカスティングは言います。このようなシミュレーションは、大気組成が果たす役割の大きさを定義し、可能性を示します。

「暴走温室に直接行くのですか、それとも湿った温室に行き着くのですか？」彼は言います。太陽系外惑星の直接画像化は、地球規模の世界ではまだ将来のことですが、いつか実際の惑星の蒸し暑い性質に関するハードデータでこの質問に答える助けになるかもしれません。