5 ледяных спутников Солнечной системы, на которых может существовать жизнь
Европа, Титан, Энцелад, Ганимед и Каллисто
Внеземная жизнь может скрываться прямо на заднем дворе нашей родной планеты. Известно, что некоторые из ледяных спутников Юпитера и Сатурна могут иметь подземные океаны, в которых не исключается наличие микроскопической жизни. Даже в самых глубоких, тёмных и холодных участках Земли существуют жизненные формы, выживающие за счёт тепла и питательных веществ гидротермальных жерл. Этот факт доказывает, что жизнь может существовать даже в самых экстремальных условиях, правда, не в такой форме, какой мы привыкли видеть.
Европа
Поверхность спутника Юпитера — Европы, покрыта льдом. Поверхностная температура этого спутника составляет около −160 °C на экваторе и −220 °C на полюсах, что придаёт ледяной коре высокую прочность — её толщина составляет примерно 10—30 километров. Сейчас большинство учёных сходятся во мнении, что под поверхностными льдами Европы находится жидкий океан, в котором не исключено наличие микроскопической жизни.
О наличии жидкого океана также свидетельствуют 2 открытия, сделанные НАСА в 2012 и 2016 годах. На Европе были зафиксированы признаки выбросов водяного пара, что, вероятно, является результатом действия гейзеров. Пар, бьющий из трещин ледяной коры Европы, вылетает из них со скоростью около 700 м/с на высоту до 200 километров, после чего падает обратно. Подобные гейзеры также известны на Энцеладе, но, в отличие от его гейзеров, гейзеры Европы более мощные и выбрасывают чистый водяной пар без примеси льда и пыли.
Слева — Европа, справа — трещины на ледяном панцире спутника. Изображения сняты космическим аппаратом «Галилео»
Энцелад
Энцелад, являющийся спутником Сатурна, состоит в основном из водяного льда и имеет почти белую поверхность с рекордной в Солнечной системе чистотой и отражательной способностью. В 2005 году на его поверхности был открыт богатый водой шлейф, фонтанирующий из южной полярной области. Проведённые анализы выбросов указали на то, что они выбиваются из подповерхностного жидкого водного океана. Учёные считают, что температура его верхних слоёв может составлять около −45°С и с ростом глубины достигать +1 °С, что сравнимо с температурой арктических вод на Земле.
Согласно сведениям, собранным зондом в 2015 году при пролёте мимо Энцелада с рекордного расстояния в 25 километров, стало известно, что в выбрасываемой жидкости помимо воды также содержится большое количество водорода. Это указывает на активные гидротермальные процессы в океане Энцелада. Также учёные не исключают, что на дне океана могут происходить процессы восстановления углекислого газа до метана — подобная реакция схожа с активностью древних океанов Земли, которая стала источником энергии для первых организмов.
Слева — Энцелад, справа — водяной пар в южном полушарии Энцелада. Изображения сняты космическим аппаратом «Кассини»
Титан
Крупнейший спутник Сатурна, Титан, является единственным, кроме Земли, телом в Солнечной системе, у которого доказано стабильное существование жидкости на поверхности. Жидкость на Титане представляет собой смесь жидких углеводородов, а также подповерхностный океан, который, предположительно, обладает экстремально высокой солёностью.
Несмотря на низкую температуру, которая составляет минус 170—180 °C, Титан сравнивают с Землёй на ранних стадиях её развития. В связи с этим учёные не исключают, что на спутнике возможно существование простейших форм жизни, в особенности, в подземных водоёмах.
Слева — мультиспектральный снимок Титана, справа — ландшафт Титана в месте посадки зонда «Гюйгенс»
Ганимед и Каллисто
Спутники Юпитера Ганимед и Каллисто также могут иметь подземные жидкие океаны. Но в этих случаях их океаны были бы погребены под толстой корой, состоящей из скальных пород и льда, толщиной не менее 100 километров.
Учёные считают, что на Ганимеде и Каллисто с меньшей вероятностью могла бы зародиться жизнь, поскольку условия для жизни как таковой здесь несколько хуже по сравнению с их «водными» братьями. Например, несмотря на наличие у Каллисто водяного льда, возникновению жизни здесь мешает низкий тепловой поток из недр спутника. Поэтому на основе этих и других исследований считается, что среди всех спутников Солнечной системы у Европы и Энцелада имеются самые высокие шансы на поддержание жизни, по крайней мере, микробной. Но несмотря на это Европейское космическое агентство объявило о старте космической миссии в 2022 году в систему Юпитера, где основной упор будет сделан на исследовании Ганимеда и поиска признаков жизни на нём.
Слева -Каллисто, справа — Ганимед. Снимки с космического аппарата НАСА «Галилео»
Источник
Почему Земля не превратилась в ледяной шарик
Представьте мир без жидкой воды — один лишь лёд вокруг. Определённо, это не то место, где большинство известных нам форм жизни хотели бы жить. И всё же наша планета прошла через несколько таких периодов, когда вся поверхность Земли покрывалась льдом. Последний раз это случилось около 635 миллионов лет назад, когда сложная жизнь только начинала развиваться. До сих пор неясно, покрыл ли тогда лёд всю планету, или какой-то механизм смог остановить оледенение на полпути.
«Изучение Земли в период глобальных оледенений поможет нам узнать, как далеко всё должно зайти, чтобы известная нам жизнь не смогла выжить», — сказало Линда Соль, геолог из Колумбийского университета.
Соль и её коллеги берут глобальные климатические модели — те, которые используются для предсказания будущих изменений климата — и модифицируют их для изучения прошлого нашей планеты.
Осуществив симуляцию Криогенного периода (850-635 миллионов лет назад), группа исследователей определила, что средняя температура планеты в то время упала до минус 12 градусов Цельсия, и, несмотря на это, Земля не замёрзла целиком. Модели предсказывают, что даже при такой низкой температуре льдом покрылось не больше половины мирового океана. Таким образом, Земля смогла пережить это похолодание и не превратиться в «ледяной шарик» в этот важный для развития жизни период.
Учёные определили, что во время Криогенного периода произошло как минимум два сильных оледенения — 640 и 710 миллионов лет назад. На экваторе были обнаружены следы древних ледников, что означает, что почти вся планета была покрыта льдом во время этих оледенений, каждое из которых длилось 10 миллионов лет. Лёд отражает от 55 до 80 процентов солнечного света, что охлаждает планету ещё сильнее (для примера: океаны отражают 12%, а земля 10% поступающего солнечного света). Дополнительную роль в охлаждении нашей планеты сыграло то, что Солнце в те времена светило на 6% слабее.
Ранние модели показывали, что как только лёд достигнет тропических широт, его высокое альбедо приведёт к ещё большему падению температур, в результате чего все океаны окажутся покрыты километровым слоем льда. Это привело бы к вечной зиме на Земле.
Однако, как мы знаем, Земля смогла каким-то образом справиться с похолоданием, и учёные долго не могли найти этому объяснение. Одно из объяснений основано на том, что вулканическая активность вызвала парниковый эффект, который разогрел нашу планету. Тем не менее нет геологических подтверждений наличию большого количества CO2 в атмосфере Криогенного периода.
Другая проблема теории замёрзшей Земли заключается в отсутствии массового вымирания в Криогенном периоде. Если бы океаны действительно покрылись льдом километровой толщины, их экосистема подверглась бы сильному удару. Однако ничего такого обнаружено не было.
«Предположение, что когда-то Земля была целиком покрыта льдами, остаётся спорным», — сказал Ричард Пелтье, физик из университета Торонто.
В настоящее время разрабатывается альтернативная теория, названная «слякотная Земля». Согласно ей, Земля была покрыта льдами, но в районе экватора оставались открытые воды. Учёные больше склоняются к этой новой теории, поскольку она соответствует их наблюдениям.
Компьютерное моделирование также показало, что существенную роль в регуляции климата на Земле играли океанские течения — они не дали Земле полностью замёрзнуть. Соль и её коллеги теперь изучают другие аспекты, которые регулировали климат нашей планеты в прошлом. Например, во время Криогенного периода день длился всего 21,9 часа, что влияло на атмосферную динамику.
Результаты данного исследования могут вызвать пересмотр границ зоны обитаемости вокруг других звёзд. Планеты с океаном на поверхности, такие как Земля, могут обладать естественным механизмом защиты от глобального замерзания, а это значит, что жидкая вода во Вселенной встречается гораздо чаще, чем мы думали ранее.
Источник
Ледяная планета и 300 градусов
Сегодня мы представим Вашему воображению довольно необычную планету из горячего льда . У нас уже были грандиозные планеты с вечным дождём из расплавленного стекла и бензина, поговорим и о таком.
Горячий лёд
Представьте, что Вы летите на космическом корабле. Вас окружают бесконечные просторы одинокого космоса. Заприметив своим метким взором небольшую бело-голубую планету, Вы решаете рассмотреть её поближе, подлетаете. и становится жарко . Очень-очень горячо. Что же это было?Знакомьтесь, планета Gliese 436B . Она целиком покрыта льдом.. горячим льдом. С температурой около 300 градусов Цельсия. Почему же лёд не тает? Ответ кроется в силе притяжения.
Вода бывает в нескольких состояниях, например, в жидком, газообразном, и твёрдом. Молекулы воды в каждом состоянии находятся на разной дистанции друг от друга (наиболее большая у водяного пара, наиболее меньшая у твердого вещества – льда).
У воды существует множество твёрдых состояний, и лёд – всего лишь одно из них.
От температуры вода испаряется, это верно. Но сила притяжения планеты притягивает молекулы воды обратно, прижимая их с невероятным давлением. Расстояние между молекулами воды, несмотря на температуру, оказывается мизерным , и в итоге мы получаем лёд под 300 градусов температурой.
Знайте больше и не скучайте!
P.S. Можете рассказать о наших статьях своим друзьям, это — благое дело! И подписаться 🙂
Ваша лучшая оценка – прочтение других наших статей !
Источник
Новый ледниковый период на Земле: ученые раскрыли, когда он может наступить
Как минимум дважды в истории Земли почти вся планета была покрыта слоем снега и льда. Эти события произошли один за другим, где-то около 700 млн лет назад. Данные свидетельствуют о том, что последовательные глобальные ледниковые периоды подготовили почву для последующего взрыва сложной многоклеточной жизни на Земле. Ученые рассмотрели несколько сценариев того, что, возможно, привело планету к каждому ледниковому периоду. Может быть, причиной было снижение количества поступающего солнечного света или углекислого газа в атмосфере до уровней, достаточно низких для установления от глобальной экспансии льда. Однако теперь ученые из Массачусетского технологического института выдвигают новую теорию, свои выводы они опубликовали в журнале Proceedings of the Royal Society A .
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили, что на Земле наступит глобальный ледниковый период, когда уровень солнечного излучения, который получает планета, быстро меняется в течение геологически короткого периода времени. Количество солнечного излучения не должно опускаться до определенной пороговой точки.
Результаты исследования предполагают, что, независимо от того, что вызвало ледниковые периоды на Земле, наиболее вероятно, были вовлечены процессы, уменьшающие количество солнечной радиации, выходящей на поверхность планеты. К примеру, извержения вулканов или биологически индуцированное образование облаков, которые могли значительно заблокировать солнечные лучи.
Результаты могут также относиться к поиску жизни на других планетах. Исследователи стремились найти экзопланеты в обитаемой зоне . Новое исследование предполагает, что эти планеты могут временно обледенеть, если их климат резко меняется. Даже если они находятся в обитаемой зоне, планеты, подобные Земле, могут быть более восприимчивыми к глобальному ледниковому периоду, чем считалось ранее.
Независимо от конкретных процессов, которые вызвали прошлые ледниковые периоды, ученые соглашаются с тем, что процессы, которые к нему привели, связаны с обратной связью ледяного альбедо. Поскольку входящий солнечный свет уменьшается, лед расширяется от полюсов к экватору. Чем больше льда покрывает земной шар, тем планета становится более отражающей поверхностью или более высокой в альбедо, что еще больше охлаждает поверхность для большего расширения льда. В конечном счете если лед достигает определенной степени, это становится безудержным процессом, приводящим к глобальному оледенению.
Глобальные ледниковые периоды на Земле носят временный характер из-за углеродного цикла планеты. Когда планета не покрыта льдом, уровни углекислого газа в атмосфере в некоторой степени контролируются выветриванием горных пород и минералов. Когда планета покрыта льдом, выветривание значительно уменьшается, так что углекислый газ накапливается в атмосфере, создавая парниковый эффект, который в конечном итоге приводит к оттаиванию планеты.
Ученые, как правило, согласны с тем, что формирование снежных планет связано с балансом между поступающим солнечным светом, обратной связью ледяного альбедо и глобальным углеродным циклом. Ранее они изучали другие периоды в истории Земли, где скорость, с которой происходили определенные изменения климата, сыграли свою роль в массовых вымираниях живых видов в прошлом.
Сегодня исследователи разработали простую математическую модель климатической системы Земли. Она включает в себя уравнения для входящей и исходящей солнечной радиации, температуры поверхности Земли, концентрации углекислого газа в атмосфере. Также в уравнения включены последствия выветривания при поглощении и хранении углекислого газа в атмосфере. Исследователи смогли настроить каждый из параметров, чтобы наблюдать, какие условия породили ледниковый период.
В конечном счете они обнаружили, что планета с большей вероятностью замерзнет, если поступающее солнечное излучение уменьшится быстрее, со скоростью, превышающей критическую, а не критический порог или определенный уровень солнечного света. Существует некоторая неопределенность в том, какой именно будет эта критическая скорость, поскольку модель представляет собой упрощенное представление климата Земли. Тем не менее, по оценкам ученых, если на Землю будет поступать на 2% меньше входящего солнечного света в течение периода около 10 000 лет, наступит новый глобальный ледниковый период.
Несмотря на то, что человечество не вызовет оледенения снежного кома на нашей нынешней климатической траектории, существование такой «критической точки, вызванной скоростью» в глобальном масштабе, все же может оставаться причиной для беспокойства. Например, это учит нас, что нам следует опасаться скорости, с которой мы изменяем климат Земли, а не только объем изменений. Могут быть и другие такие переломные моменты, вызванные скоростью, которые могут быть вызваны антропогенным потеплением. Это и ограничение их критических показателей является достойной целью для дальнейших исследований.
Арншайдт соавтор исследования, профессор геофизики EAPS
Источник
