Eisige Welten Können Die Bewohnbarkeit Umgehen

2023 Autor: Peter Bradberry | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-21 22:30

Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass kalte, marsähnliche Planeten, sobald sie erwärmt sind, jede erdähnliche Phase zu venusähnlichen Bedingungen überspringen.

Die Erdumlaufbahn innerhalb der bewohnbaren Zone der Sonne bedeutet, dass die Temperaturen genau richtig für das Leben sind. Laut einer neuen Studie können eisige Welten in der bewohnbaren Zone ihres Sterns plötzlich von zu kalt zu zu heiß springen, ohne eine bewohnbare Phase zu durchlaufen.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es möglicherweise weniger potenziell bewohnbare Welten gibt, als Wissenschaftler bisher dachten, sagten die Forscher.

Während die Venus zu heiß für das Leben und der Mars zu kalt erscheint, liegt die Erde zwischen Venus und Mars, wo die Temperaturen möglicherweise genau richtig sind, damit ihre Oberfläche flüssiges Wasser besitzt. Diese "Goldlöckchen" -Zone wird auch als bewohnbare Zone bezeichnet, da auf der Erde praktisch überall dort Leben lebt, wo flüssiges Wasser vorhanden ist.

Sterne wie die Sonne leuchten mit der Zeit auf. Dies erhöht die Möglichkeit, dass sich ein Planet oder Mond, der um einen jungen trüben Stern wie die frühe Erde kalt und eisig beginnt, schließlich zu einem stabilen bewohnbaren Zustand erwärmt, wenn der Stern leuchtender wird. Wie bewohnbare Zonen für außerirdische Planeten und Sterne funktionieren (Infografik)

Die neue Studie stellt jedoch fest, dass einige Planeten direkt von einem marsähnlichen Eishausstadium zu einer venusähnlichen Treibhausphase übergehen können, wobei erdähnliche bewohnbare Bedingungen umgangen werden.

"Früher deuteten Studien darauf hin, dass eisige Planeten und Monde wie [Jupiters Mond] Europa lebenslang bewohnbar werden, nachdem ihr Oberflächeneis oder Schnee geschmolzen sind", sagte der Studienleiter Jun Yang von der Peking-Universität in Peking. "Unsere Arbeit zeigt, dass dies nicht passieren wird."

Das Klima eines wasserreichen Planeten hängt von mindestens zwei Faktoren ab. Eines ist, wie viel Eis seine Oberfläche bedeckt. Eis hat eine hohe Albedo, was bedeutet, dass es einen Großteil des Lichts, das auf es fällt, zurück in den Weltraum reflektiert, bevor das Licht die Oberfläche des Planeten erwärmen kann. Auf diese Weise kühlt das Eis den Planeten ab, was zur Bildung von mehr Eis führt und den Planeten noch kälter macht. Der zweite Faktor ist die Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre des Planeten; Wasserdampf ist ein Treibhausgas, das Wärme einfängt und einen Planeten erwärmt, wodurch mehr Wasser verdunstet und der Planet noch wärmer wird.

Die Albedo des Eises spielt eine dominierende Rolle im Klima eisiger Planeten. Eine Studie aus dem Jahr 2004 legte nahe, dass die Erde einer möglichen "Schneeballphase" entkommen konnte, weil sich die Sonne im Laufe der Zeit aufhellte und weil durch vulkanische Aktivitäten auf der Erde Kohlendioxid und andere Treibhausgase freigesetzt wurden, die dem Planeten halfen, Wärme zu speichern.

Im Gegensatz dazu setzen viele eisige Körper wie Jupiters Mond Europa und Saturnmond Enceladus keine großen Mengen an Treibhausgasen über Vulkane frei. Als solche wollten die Forscher sehen, wie sich diese Welten entwickelten, wenn sie nur das Licht ihrer Sterne hatten, um sie zu wärmen.

In der neuen Studie entwickelten die Wissenschaftler ein globales Klimamodell, das die Entwicklung des Klimas eines eisigen Planeten ohne andere Treibhausgase als Wasserdampf simulierte. Dieses 3D-Computermodell umfasste laut der Studie mehrere Schichten der Atmosphäre sowie Winde und ihre Auswirkungen auf Temperaturen, Wolken, Wasserdampf, Schnee und Eis.

Die Forscher fanden heraus, dass eisige Körper ohne das Vorhandensein von Treibhausgasen neben Wasserdampf viel Energie von ihren Sternen benötigten, bevor sie zu schmelzen begannen - etwa 10 bis 40 Prozent mehr, als die Erde von der Sonne bekommt. Als das Eis schließlich in Simulationen schmolz, machte der resultierende Albedoabfall diese Welten sehr schnell viel wärmer. Diese schnelle Erwärmung führte oft zu Gewächshausstadien, in denen die meisten oder alle Wassermeere verdampften, wodurch diese Welten für das Leben auf Wasserbasis, wie es auf der Erde bekannt ist, unbewohnbar wurden.

"Die Ergebnisse legen nahe, dass die Anzahl potenziell bewohnbarer Planeten und Monde geringer sein könnte als bisher angenommen, insbesondere für kleine eisige Planeten und eisige Monde", sagte Yang gegenüber Space.com.

Das Papier mit den neuen Erkenntnissen wurde online am 31. Juli in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.

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