Супер-Земли обладают "устойчивым" мировым океаном

Для развития и поддержания жизни (в нашем понимании) на планете необходимо наличие жидкой воды. Геологические данные, полученные за многие годы исследований, свидетельствуют о том, что океаны Земли существуют на протяжении почти всей истории нашей планеты. Но будет ли справедливо это утверждение для других планет, например супер-Земель?

Супер-Земля (Сверхземля) представляет собой отдельный класс планет, масса которых больше земной, но не превышает массу газовых гигантов.

Новое исследование, проведенное учеными из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA), говорит о том, что океаны на супер-Землях могут существовать на протяжении нескольких миллиардов лет. Соответствующий доклад был представлен на 225-м заседании Американского астрономического общества.

"Когда люди определяют, находится ли экзопланета в "зоне жизни", они думают о её удаленности от звезды и температуре. Тем не менее, они также должны подумать о наличии океанов, и взглянуть на супер-Земелю, чтобы найти хорошее место для парусного спорта или серфинга", - сказала Лора Шефер (Laura Schaefer), ведущий автор исследования из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Несмотря на то, что вода покрывает 70% поверхности нашей планеты, она составляет очень малую долю от общей массы Земли, которая в основном состоит из железа и камня.

"Океаны Земли представляют очень тонкую пленку, которую можно сравнить с конденсатом на зеркале в вашей ванной", - объясняет Димитар Сасселов (Dimitar Sasselov), соавтор работы.

В тоже время, вода есть не только на поверхности Земли: исследования показали, что мантия нашей планеты содержит огромные водные запасы. "Второй мировой океан", если так можно выразиться, поддерживаемый за счет воды на поверхности, которая попадает в него в зонах субдукции. И если бы не процессы вулканизма, то океаны просто исчезли бы с поверхности нашей планеты. Вот такой своеобразный процесс циркуляции воды.

Используя компьютерное моделирование, Шефер хотела увидеть, как этот процесс будет проходить на супер-Землях. Также задача моделирования заключалась в отражении длительности формирования океана после охлаждения планеты и затвердевания поверхности.

Результаты моделирования показали, что планеты, которые в 2-4 раза массивнее Земли, способны лучше поддерживать свои мировые океаны по сравнению с нашей планетой. Океаны сверхземель способны сохраняться как минимум в течение 10 миллиардов лет (при условии, если вода не выкипела под воздействием материнской звезды).

Интересно, что самой большой планете, которая была смоделирована (масса составляет 5 масс Земли), потребовалось некоторое время, чтобы "запустить" работу мирового океана. Её океаны не развивались около миллиарда лет, в связи с более толстой корой и литосферой, которые задержали начало процессов вулканической дегазации.

"Это говорит о том, что если вы хотите взглянуть на жизнь, то вы должны посмотреть на более взрослую супер-Земелю", - поясняет Лора Шефер.

Если предположить, что эволюция на таких супер-Землях проходит с той же скоростью, что и на Земле, то если вы хотите найти сложную форму жизни, то нужно изучать экзопланеты, которые старше Земли на 1 миллиард лет.