Cores de um exoplaneta habitável

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Os planetas terrestres podem evoluir em três cenários de distribuição terra/oceano: cobertos por terra (80%), oceanos (19%) ou uma mistura igual de ambos (~1%). O planeta coberto de terra é o cenário mais provável , enquanto nossa “mistura igual” da Terra (<1% de chance) é ainda mais única do que se pensava anteriormente. Crédito: Europlanet 2024 RI/T Roger.

Quando se trata de habitabilidade planetária, é muito fácil deixar nossas suposições passarem sem revisão! Torna-se um perigo a ser evitado se quisermos entender o que pode distinguir vários tipos de mundos habitáveis. Essas são as conclusões de uma importante apresentação no último Europlanet Science Congress (EPSC), que terminou seus trabalhos em 23 de setembro de 2022 no Palacio de Congresos de Granada (Espanha). Tilman Spohn (International Space Science Institute) e Dennis Höning (Potsdam Institute for Climate Impact Research) têm investigado a proporção da distribuicao entre terra versus oceano e a evolução das biosferas em modelos de exoplanetas.

As suposições que a dupla está examinando giram em torno do tipo de mundo habitável que nossa Terra representa. Nosso planeta consome energia solar através de continentes equilibrados contra grandes oceanos que produzem chuvas abundantes. Um determinado exoplaneta teria propriedades geológicas semelhantes? Segundo os cientistas, é um equilíbrio entre o surgimento de continentes e o vulcanismo e a erosão continental de subducção que mantém a proporção particular de oceano para terra da Terra. Se assumirmos um estado interno semelhante em um exoplaneta, poderíamos acabar com um equilíbrio semelhante entre a produção de continentes e sua erosão, produzindo uma fração de terra continental como a da Terra.

Mas, tratam-se de conjecturas, não são observações. Spohn e Höning acreditam que vários resultados diferentes podem ser produzidos dependendo do acoplamento do ciclo da crosta continental e da água no manto. Podemos muito bem acabar com um “planeta terrestre”, um que tenha 80% de sua superfície na forma de crosta continental (isso representa cerca de 70% da superfície terrestre quando as plataformas continentais cobertas por água são contabilizadas).

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O planeta Terra é visível como uma mancha brilhante dentro do raio de sol bem à direita do centro e aparece suavemente azul na famosa imagem do ‘pálido ponto azul’ publicada originalmente em 1990. Esta versão atualizada usa software e técnicas modernas de processamento de imagem para revisitar o conhecido Vista do Voyager enquanto tenta respeitar os dados originais e a intenção daqueles que planejaram as imagens. A Terra é o famoso ‘pálido ponto azul’, mas outros exoplanetas habitáveis ​​apresentariam o mesmo aspecto? Crédito: NASA/JPL-Caltech.

No outro extremo está um planeta com apenas 20% ou mais de continentes; aqui a fração de terra é de cerca de 10%. Ambos os mundos mantêm o equilíbrio e é bastante surpreendente que 80% dos conjuntos de condições iniciais escolhidos aleatoriamente pela equipe terminem com o resultado do planeta terrestre.

Planetas semelhantes à Terra (com cobertura continental na faixa de cerca de 40%, ou uma fração terrestre de 30%) resultam em apenas 1% modelos evolutivos, sugerindo que o tipo de equilíbrio que vemos em nosso planeta é eventualmente instável. Aqui fala Spohn sobre o tema:

No motor das placas tectônicas da Terra, o calor interno impulsiona a atividade geológica, como terremotos, vulcões e formação de montanhas, e resulta no crescimento dos continentes. A erosão do solo faz parte de uma série de ciclos que trocam água entre a atmosfera e o interior. Nossos modelos numéricos de como esses ciclos interagem mostram que a Terra atual pode ser um planeta excepcional e que o equilíbrio da massa terrestre pode ser instável ao longo de bilhões de anos. Embora todos os planetas modelados possam ser considerados habitáveis, sua fauna e flora podem ser bem diferentes.

Quando os autores incluíram a liberação de CO2 em seu modelo, bem como o ciclo carbonato-silicato de longo prazo, eles encontraram apenas uma diferença média de temperatura da superfície de 5 K ( graus Kelvin ) entre o resultado do planeta terrestre e o planeta oceânico. Mas os cientistas apontam que o clima de um planeta terrestre seria consideravelmente diferente do nosso, explicando a diferença na flora e na fauna a que Spohn alude acima:

… esperaríamos que o planeta terrestre tivesse um clima substancialmente mais seco, frio e severo … possivelmente com extensos desertos frios em comparação com o planeta oceano e com a Terra atual.

Não precisamos olhar além da história geológica da Terra para ver análogos. Um cenário de planeta terrestre produz o tipo de clima que a Terra teria no Pleistoceno, enquanto as condições do planeta oceânico são semelhantes ao clima no Paleoceno da Terra. Veremos como esses números se comparam quando este trabalho evoluir da fase de apresentação da conferência para um documento formal, mas se eles se mantiverem, as implicações para a detecção de planetas habitáveis ​​parecem claras. É muito mais provável que encontremos planetas terrestres e mundos aquáticos do que a esperada assinatura de “pálido ponto azul” característica da Terra.

O artigo científico foi assinado por Spohn, T. e Hoening, D., intitulado “Land/Ocean Surface Diversity on Earth-like (Exo)planets: Implications for Habitability”, Europlanet Science Congress 2022, Granada, Espanha, 18–23 de setembro de 2022, EPSC2022- 506, 2022.

Veja também esta visão geral útil sobre habitabilidade e suas restrições geológicas: Dehant et al., “Geoscience for Understanding Habitability in the Solar System and Beyond,” Space Science Reviews 215, 42 (20 de agosto de 2019).

Fonte

Centauri Dreams: Colors of a Habitable Exoplanet por Paul Gilster

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https://meetingorganizer.copernicus.org/EPSC2022/EPSC2022-506.html
ABSTRACT – Spohn, T. and Hoening, D.: Land/Ocean Surface Diversity on Earth-like (Exo)planets: Implications for Habitability, Europlanet Science Congress 2022, Granada, Spain, 18–23 Sep 2022, EPSC2022-506, https://doi.org/10.5194/epsc2022-506, 2022.
1909.00362-Geoscience-for-understanding-habitability-in-the-solar-system-and-beyond

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