Новости космоса и технологий. » Космос и астрономия » Если в атмосфере планеты много метана, наиболее вероятной причиной является жизнь

Если в атмосфере планеты много метана, наиболее вероятной причиной является жизнь

Опубликовал: Admin, 27-12-2020, 13:18, Космос и астрономия, 55, 0

Если в атмосфере планеты много метана, наиболее вероятной причиной является жизнь

Скоро будет запущен сверхмощный космический телескоп Джеймса Уэбба. Как только он будет развернут и займет позицию в точке 2 Лагранжа Земля-Солнце, он начнет работу. Одна из его задач - исследовать атмосферы экзопланет и искать биосигнатуры. Это должно быть просто, правда? Просто сканируйте атмосферу, пока не найдете кислород, затем закройте ноутбук и отправляйтесь в паб: фанфары, конфетти, Нобелевская премия.

Конечно, читатели Universe Today знают, что все гораздо сложнее. Гораздо сложнее.

На самом деле присутствие кислорода не всегда надежно. Это метан, который может посылать более сильный сигнал, указывающий на присутствие жизни.

Кислород может показаться очевидной вещью, которую нужно искать в атмосфере планеты при поиске признаков жизни, но это не так. Его наличие или отсутствие не является надежным показателем. История Земли ясно показывает это.

Атмосфера современной Земли содержит около 21% кислорода, и мы знаем, что большая часть его поступает от организмов в океанах планеты. Но есть загвоздка: как только цианобактерии на древней Земле начали вырабатывать кислород в качестве побочного продукта фотосинтеза, все же потребовалось ужасно много времени, прежде чем атмосфера стала насыщенной кислородом, возможно, миллиард лет.

Что, если бы мы исследовали экзопланету, не обнаружили кислорода, а затем двинулись бы дальше, не понимая, что там была жизнь, в начале насыщения кислородом этого мира? Что, если бы мы были на миллиард лет раньше, а жизнь еще не наполнила кислородом атмосферу экзопланеты? Скалистые планеты имеют множество поглотителей кислорода, и биологически произведенный кислород не будет свободным в атмосфере, пока эти поглотители не станут насыщенными.

Это то, что произошло на Земле, и это то, что, как мы ожидаем, может произойти в других скалистых мирах. На Земле из-за геологической активности магма поднимается из мантии в кору. Большая часть материала мантии, например, железа, связана с атмосферным кислород , вытаскивая его из атмосферы.

Это одна из причин того, что планетологи сосредоточьтесь на других вещах, например, на метане (CH 4 ). В новой статье исследователи изучили способность метана сигнализировать о биологической активности. Они говорят, что метан в атмосфере планеты вряд ли исходит из вулканов и, скорее всего, имеет биологическое происхождение.

Статья называется «Избыток атмосферного метана из-за вулканизма на планетах земной группы маловероятен и усиливает аргументы в пользу метанакак биосигнатуры». Ведущий автор - Николас Воган из кафедры наук о Земле и космосе УниверситетаВашингтон и из Виртуальной планетарной лаборатории в Университете У. Статья опубликована в Журнал планетарной науки .

Обнаружить потенциальные биосигнатуры, такие как метан, в атмосферах далеких экзопланет непросто. Но как только будет обнаружено что-то вроде метана, предстоит еще более тяжелая работа. Его присутствие необходимо исследовать в контексте самой планеты.

Исследователи биосигнатур не зря ждали запуска космического телескопа Джеймса Уэбба. Они много думали об обнаружении биосигнатур с помощью телескопа. Ученые предположили, что планетные атмосферы с большим количеством метана и углекислого газа в неравновесном состоянии могут быть сильной биологической сигнатурой. В своей статье авторы указывают, что «… несколько исследований изучали возможность небиологических CH 4 И CO 2 И связанных с ними контекстных подсказок». В данном случае небиологические означают вулканы.

Авторы хотели использовать термодинамическую модель, чтобы исследовать, может ли дегазация вулканической магмы на планетах земного типа поставить CH 4 и CO 2 в атмосферу. По сути, они обнаружили, что вулканы вряд ли будут производить такое же количество метана, как биологические источники. Это не невозможно, просто невероятно.

Во многом это потому, что водороду нравится оставаться в магме. Н 2 O хорошо растворяется в магме, что ограничивает количество выделяемого H и, следовательно, ограничивает количество CH 4 присутствует в атмосфере планеты. Другая причина в том, что CH 4 Сама по себе магма требует для выделения газов низкотемпературной магмы, тогда как большая часть земной магмы имеет более высокую температуру.

Авторы обнаружили, что в тех невероятных случаях, когда вулканизм может производить большое количество метана, они также производят углекислый газ. Древняя архейская Земля была гораздо более вулканически активной, чем современная Земля. Во время архейского эона тепловой поток Земли был в три раза больше, чем сейчас. Согласно исследованию, он мог произвести в 25 раз больше магмы, чем современная Земля, и гораздо больше метана. Но та же деятельность, которая производила весь этот метан, также произвела бы гораздо больше углекислого газа. Это, как отмечают авторы, является обнаруживаемым ложноположительным результатом. Но если обнаруживается обильное количество метана без сопутствующего количества CO 2 , то это более надежная биосигнатура.

Авторы говорят, что будет сложно объяснить. метан и углекислый газ обнаружение без привлечения биологических источников, по крайней мере, для любых планет, похожих на Землю. Они также пришли к выводу, что небольшое или незначительное количество окиси углерода, обнаруженное в атмосфере, усиливает CH 4 + CO 2 биосигнатура, потому что «… жизнь с готовностью потребляет атмосферный CO, в то время как сокращение вулканических газов, вероятно, вызывает накопление CO в атмосфере планеты »

В заключение исследователи предупреждают, что вся эта работа основана на том, что мы знаем о Земле и других планетах в нашей солнечной системе. Насколько далеко эти знания можно распространить на тысячи различных экзопланет, неясно.

«К этим выводам следует относиться с осторожностью, потому что они основаны на том, что известно о процессах, происходящих на Земле и в нашей солнечной системе, что может быть очень скудной выборкой того, что возможно», - пишут они.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии