Eisige Exoplaneten wie Enceladus oder Europa werden das Leben wahrscheinlich nicht unterstützen, da der Anstieg ihrer Oberflächentemperatur sie nicht in eine Ozeanwelt, sondern in ein riesiges Gewächshaus verwandeln wird, so ein Artikel in der Zeitschrift Nature Geoscience.
„Viele unserer Kollegen glauben, dass Eiswelten bewohnbar werden können, wenn die Helligkeit ihrer Leuchte zunimmt und ihre Eisschale schmilzt. Wir haben gezeigt, dass dies für Exoplaneten, die kein Land haben und ähnlich groß sind wie Enceladus und Europa, tatsächlich unmöglich ist. Sie verwandeln sich sofort von einem „Eis“in ein „Gewächshaus“, das die Phase umgeht, in der sie der Erde ähneln “, schreiben Jun Yang von der Universität Peking (China) und seine Kollegen.
Das Kepler-Teleskop und eine Reihe von bodengestützten Observatorien haben in den letzten Jahren mehrere Dutzend Planeten entdeckt, die keine kleinen oder großen Analoga der Erde oder der Gasriesen sind, sondern eine Art „Wasserwelten“, die fast ausschließlich aus Wasser bestehen. Diese Planeten können aus flüssigem Wasser bestehen oder mit einer dicken Eiskruste bedeckt sein, unter der sich ein riesiger subglazialer Ozean verbirgt.
Heute diskutieren Wissenschaftler aktiv, ob solche Planeten das Leben unterstützen können. Einige von ihnen glauben, dass sich die Ozeane solcher "Wasserwelten" nicht von den Meeren und Seen der Erde unterscheiden, während andere Planetenforscher davon ausgehen, dass diese Planeten von einem starken Treibhauseffekt dominiert werden, der im Prinzip kein Leben in ihren Gewässern zulässt.
Die Autoren des Artikels machten darauf aufmerksam, dass das Klima solcher Wasserwelten von zwei unterschiedlichen Eigenschaften des Wassers abhängt - der Tatsache, dass es Wärme und Licht in gefrorenem Zustand gut reflektiert und Wärme in Dampfzustand hält. Je mehr Eis oder Dampf auf dem Planeten erscheint, desto mehr reflektiert oder speichert es Wärme in sich selbst, wodurch die Menge an Eis und Dampf von selbst immer schneller zunimmt.
Ausgehend von ähnlichen Überlegungen erstellten Jan und seine Kollegen ein Computermodell eines Analogons des Sonnensystems, in dem sich ein Planet um einen Stern dreht, der in Größe und Eigenschaften Enceladus oder Europa ähnelt. Wissenschaftler haben die Helligkeit des Sterns schrittweise erhöht und nachgeahmt, was mit der Sonne in den letzten drei bis vier Milliarden Jahren geschehen ist, in denen ihre Helligkeit um 30% gestiegen ist.
Diese Berechnungen führten zu relativ unerwarteten Ergebnissen - es stellte sich heraus, dass "Wasserwelten" nur in zwei Formen existieren können - in Form eines vollständig gefrorenen Eisballs und in Form eines riesigen Gewächshauses, in dem sich das gesamte Wasser in Dampf verwandelt hat.
Analoga terrestrischer Ozeane tauchen auf solchen Welten praktisch nie auf, da der Prozess der Umwandlung des Planeten von einem "Schneeball" in einen "Dampfkessel" nach geologischen Maßstäben Momente dauert. Um diese Transformation zu starten, wird, wie sich herausstellte, eine unerwartet große Menge an Energie benötigt, etwa 1,7-2 Mal mehr, als unser Planet heute von der Sonne erhält.
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Wie konnte die Erde angesichts ihrer großen Reserven an Kohlendioxid und Wasser ein solches Schicksal vermeiden? Wissenschaftler glauben, dass das einzigartige Schicksal unseres Planeten auf der Tatsache beruht, dass seine Oberfläche nicht nur mit Wasser, sondern auch mit Landflächen bedeckt ist.
Die Wechselwirkung zwischen den Molekülen von CO2, Wasser und Silikatgesteinen entfernte, wie Wissenschaftler bemerken, überschüssige Treibhausgase aus der Atmosphäre und gab sie zusammen mit Vulkanausbrüchen und anderen Arten von geologischen Aktivitäten zurück, wodurch verhindert wurde, dass sich die Erde in ein Gewächshaus verwandelte und dass sie sich beim Verwandeln in Eis "auftauen" konnte Ball.
All dies stellt, wie Jan und seine Kollegen feststellten, die Bewohnbarkeit vieler "Wasserwelten" in Frage, die Planetenwissenschaftler in den letzten Jahren entdeckt haben, wie Kepler-22b, Kepler-62e und Kepler-62f. Diese Planeten, die Wissenschaftler als Ozeanwelten betrachteten, können tatsächlich entweder Gewächshäuser oder "Eis" sein, die für die Unterstützung des Lebens völlig ungeeignet sind.
