Juni 24, 2024

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Die Untersuchung von „Supererden“ enthüllt seltsame neue Ozeane mit Potenzial für Leben

Die Untersuchung von „Supererden“ enthüllt seltsame neue Ozeane mit Potenzial für Leben

Man kann sich die Erde leicht als eine Wasserwelt mit ihren riesigen Ozeanen und wunderschönen Seen vorstellen, aber im Vergleich zu vielen anderen Welten ist die Erde besonders feucht. Sogar die Eismonde von Jupiter und Saturn haben viel mehr flüssiges Wasser als die Erde. Die Erde ist nicht deshalb ungewöhnlich, weil es flüssiges Wasser gibt, sondern weil es flüssiges Wasser in der warmen, bewohnbaren Zone der Sonne gibt. Als neue Studie in Naturkommunikation Es zeigt, dass die Erde viel seltsamer sein könnte, als wir dachten.

Wasser ist eines der häufigsten Moleküle im Universum. Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum und Sauerstoff wird im Rahmen des stellaren CNO-Fusionszyklus leicht erzeugt. Daher würden wir davon ausgehen, dass wasserreiche Planeten in Sternensystemen reichlich vorhanden sind. Dies bedeutet jedoch nicht, dass flüssiges Wasser im Überfluss vorhanden sein wird. In unserem Sonnensystem gibt es zwei Welten mit flüssigem Wasser. Riesige Erd- und Gassatelliten.

Wie andere warme Erdplaneten wie Venus und Mars verfügte die Erde in ihrer Jugend über flüssiges Wasser. Der Mars war zu jung, um Wasser zu halten. Ein Großteil davon verdunstete im Weltraum, während ein Teil in seiner Oberflächenkruste gefror. Die Venus war groß genug, um Wasser aufzunehmen, aber ihre starke Hitze ließ einen Großteil davon in ihrer dichten Atmosphäre verdampfen. Wir sind uns immer noch nicht ganz sicher, wie es der Erde gelingt, ihre Ozeane zu erhalten, aber es ist wahrscheinlich eine Kombination aus einem starken Magnetfeld und zusätzlicher Hilfe durch Wasser von Asteroiden und Kometen während einer Zeit schwerer Bombardierung.

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Die eisigen Monde von Jupiter und Saturn sind eine andere Geschichte. Es war weit genug von der Sonne entfernt, dass es das Wasser seiner Entstehung behielt. Sie bildeten schnell eine dicke Eisschicht, um zu verhindern, dass Wasser in den Weltraum verdunstet. Aber diese Monde sind kleine Welten und wären ohne die Gezeitenkräfte ihrer Gasriesen sehr schnell gefroren.

Da Kaltgasplaneten wahrscheinlich eisige Monde haben, besteht die allgemeine Annahme darin, dass wir in einer Welt, die Europa ähnlich ist, eher Leben finden als in einer erdähnlichen Welt. Aber diese neue Studie erfordert einen Unterschied. Er argumentiert, dass flüssiges Wasser eher auf Supererden existiert.

Die Anzahl der von der Kepler-Mission entdeckten Exoplaneten im Mai 2016.

Bildnachweis: W. Stenzel/NASA Ames

Die Supererden umfassen einen Massenbereich von einigen Erdmassen bis hin zur Neptunmasse. Am großen Ende befinden sich wahrscheinlich gasförmige Welten mit dichter Atmosphäre. Im kleinen Maßstab werden sie wahrscheinlich eher der Erde ähneln. Basierend auf den Exoplaneten, die wir bisher gefunden haben, sind Supererden bei weitem am häufigsten. Die meisten von ihnen befinden sich wahrscheinlich außerhalb der bewohnbaren Zone ihrer Sterne in den kühleren Regionen des Sternensystems. Es ist also wahrscheinlich, dass es reich an Wasser ist. Es ist aber auch unwahrscheinlich, dass man ihn in der Umlaufbahn eines Gasriesen findet, weshalb man allgemein davon ausgeht, dass die Eisdecke im Laufe der Zeit größtenteils gefriert.

Der Grund liegt in den unterschiedlichen Gefrier- und Schmelzpunkten von Eis. Die Eisart auf der Erde schmilzt bei etwa 0 °C. Dies gilt jedoch nur für den atmosphärischen Druck der Erde. Bei hohem Druck gibt es mehrere Eisarten mit unterschiedlichen Schmelzpunkten. Obwohl es etwas komplex ist, kann Eis bei höheren Drücken einen viel höheren Schmelzpunkt haben. Selbst wenn die Supererde geologisch aktiv ist, ist sie möglicherweise nicht warm genug, um das Eis zu schmelzen.

Diese neue Studie zeigt, dass Supererden nicht heiß genug sein müssen, um einen tiefen Ozean zu bilden. Durch geothermische und nukleare Erwärmung kann es eine dünne Wasserschicht auf seiner Oberfläche schmelzen, und dank Rissen und verschiedenen Phasenübergängen des Wassers kann Wasser in die Schicht direkt unter der gefrorenen Oberfläche eindringen. Dieser Prozess würde ausreichen, um eine reichhaltige Schicht flüssigen Wassers für die Ozeane zu erzeugen. Da die Hitze des Riesen Erde Milliarden von Jahren anhält, kann er einen flüssigen Ozean lange genug aufrechterhalten, damit sich Leben entwickeln kann.

Basierend auf dem, was wir über Exoplaneten wissen, könnten Ozeane riesiger Erden 100-mal häufiger vorkommen als Ozeane erdähnlicher Welten oder eisiger Monde. Das bedeutet, dass das Leben mehr mögliche Häuser hat, als wir dachten.

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht Das Universum heute von Brian Cooperlin. Lies das Der Originalartikel ist hier.