Обитаемые пустыни

Обитаемые пустыни
Пустынные планеты вроде описанной в знаменитой фантастической книге «Дюна» могут
оказаться самыми удачными кандидатами для поисков жизни, отодвинув на второй план
влажные миры вроде нашей Земли.
Кроме того, Венера, настоящий ад Солнечной системы со средней температурой у
поверхности 460 градусов, могла быть обитаемым пустынным миром около миллиарда
лет назад.
Практически везде на Земле можно найти жизнь, если можно найти воду. Поиски жизни
вне Земли проводятся с учетом этого факта, сознательного или нет. Астрономы ищут
планеты с океанами. Это могут быть либо планеты, похожие на Землю, или сплошь
покрытые океаном водные миры, как Ганимед, ледяная луна Юпитера.
Для того, чтобы быть обитаемыми, водные планеты должны быть в особой зоне, где они
не слишком холодны, но и не слишком горячи. Если планета находится слишком далеко
от своего солнца, она замерзает. Если слишком близко, то в атмосфере скапливается
водяной пар, накапливающий тепло при испарении все большей жидкости. Это приводит
к нарастающему парниковому эффекту и испарению всех океанов планеты, как это
случилось с Венерой.
Затем пар поднимается выше, где молекулы воды расщепляются под действием
солнечного света. Водород улетает в космос, а кислород окисляет другие элементы, и в
результате планета теряет всю свою воду.
Вместо того, чтобы искать планеты с избытком воды, астробиолог из Исследовательского
центра имени Эймса Кевин Занле предлагает искать планеты с ее недостатком. Как
Арракис, они могут иметь оазисы, и такие условия идеальны для возникновения жизни.
Уменьшение содержания воды на потенциально обитаемой планете фактически
увеличивает зону обитания около ее звезды. Во-первых, на планете меньше воды, которая
может замерзнуть, а лед отражает тепло. Так что планета, на которой мало воды, с
меньшей вероятностью замерзнет. А значит, она может находиться чуть дальше от солнца.
Кроме того, недостаток воды в атмосфере планеты приводит к захвату меньшего
количества тепла, что предотвращает возможный парниковый эффект. И чем меньше в
атмосфере воды, тем меньше ее улетает, будучи расщепленной излучением. Так что
планета может находиться чуть ближе к солнцу, чем ее водный аналог.
Занле, Ютака Абе из университета Токио и несколько их коллег провели моделирование
при помощи нескольких простых трехмерных моделей климата планет размером с Землю.
Для получения пустынной планеты, они сохраняли все характеристики Земли, но убирали
практически всю воду, которая есть на поверхности.
В результате ученые получили в три раза большую зону обитания.
Анализируя холодную сторону границы зоны обитания, ученые обнаружили, что
замерзание водной планеты происходит, если она получает 72-90% процентов того, что
получает Земля. Вариация возникает из-за разного наклона оси вращения к эклиптике.
Пустыня Марокко, используемая специалистами проекта ExoMars для тестирования
ровера с условиях поверхности красной планеты (space.com)
Пустынные планеты показали себя лучше в борьбе с замерзанием. Их показатель
составляет 58-77%. Так что пустынная планета может быть дальше от солнца, но все еще
содержать жизнь.
Если же обратиться к горячей границе зоны, ученые определили, что на водных планетах
вода сохраняется в жидком состоянии хотя бы на полюсах, если планета получает 135%
земной дозы света. Если же планета пустынна, то она может выдержать до 170% земного
тепла до того, как вся вода испарится.
Рассматриваемые учеными планеты очень похожи на Арракис. Хотя черви вряд ли
встречаются на всех пустынных мирах… А в остальном картина планеты типична. На
экваторе слишком жарко для жизни, но на полюсах есть жидкая вода и жизнь. Занле также
полагает, что среднестатистическая пустынная планета имеет больше открытой воды на
полюсах, чем Арракис.
Однако, нельзя утверждать, что это исследование поможет найти обитаемые планеты. Для
того, чтобы признать планету потенциально обитаемой, необходимо обнаружить на ней
воду, а если воды также мало, как на Арракисе, то наши телескопы могут ее просто не
заметить.
Поверхность Венеры на основе радиолокационных измерений (wikipedia.org)
По мнению Занле, необходимо изменить стратегию поиска обитаемых миров. «Эти
планеты могут не иметь заметных признаков воды, но они точно имеют кислород, –
говорит он. – Кроме того, как оказалось, вода практически повсеместна, так что ее нельзя
считать мерилом обитаемости планеты».
Во всяком случае, Занле считает, что обитаемая пустыня будет открыта раньше, чем
обитаемый океан. Дело в том, что обитаемая пустынная планета может быть ближе к
своей звезде. Это означает, что она вращается быстрее и чаще заслоняет ее, а потому чаще
наблюдается нашими телескопами.
Одной из проблем таких миров является опасность лишения воды. Ее малое количество
может легко впитаться камнями или мантией. Но, по словам Занле, все планеты обитаемы
какое-то время. Наша Земля тоже может однажды стать пустыней. По мере старения
Солнца, его яркость увеличивается на 9% каждый миллиард лет. Так что когда-нибудь вся
вода на Земле будет расщеплена под воздействием солнечного излучения.
Правда, по расчетам ученых, этого можно не опасаться еще несколько миллиардов лет.
Земля скорее всего избежит участи Венеры и потеряет всего около трети воды до того
момента, когда Солнце умрет.
Рассуждения об обитаемости пустынь ставят один интересный вопрос. Была ли когдалибо жизнь на Венере? Предполагая, что когда-то на этой планете были океаны, ученые
считают, что вполне вероятно, что в течение некоторого времени Венера была сухой, но
обитаемой планетой.
Венера могла быть обитаемой примерно миллиард лет назад. Тогда она была в чем-то
схожа с Землей, но имела очень большое содержание углекислого газа.