A interpretação de um artista do que um planeta de bolas de neve pode parecer. O gelo cobre os oceanos para os equadores. Crédito: NASA
Quando os astrônomos descobrem um novo exoplaneta, uma das primeiras considerações é se o planeta está na zona habitável ou fora dele. Esse rótulo depende em grande parte se a temperatura do planeta permite ou não a água líquida. Mas claro que não é tão simples assim. Um novo estudo sugere que mundos congelados e gelados com oceanos completamente congelados poderiam ter áreas de terra habitáveis que permaneçam habitáveis.
O novo estudo foi publicado no Journal of Geophysical Research da AGU: Planets. Ele se concentra em como o CO2 circula através de um planeta e como isso afeta a temperatura do planeta. O título é “ Habitable Snowballs: Temperate Land Conditions, Liquid Water, and Implications for CO2 Weathering.”
Um planeta bola de neve é um planeta semelhante à Terra, mas com os oceanos congelados até o equador. É separado de uma era glacial, quando as geleiras crescem e as camadas de gelo polar se expandem, às vezes com vários quilômetros de espessura. Em uma era glacial, os oceanos equatoriais permanecem livres de gelo.
Mas um planeta de bolas de neve está mais congelado do que isso. Em um planeta de bola de neve, todos os oceanos estão cobertos de gelo, incluindo todos os oceanos equatoriais. Os cientistas consideraram estes planetas como habitáveis, porque não há água líquida na superfície.
A Terra experimentou pelo menos uma e talvez até três fases de bola de neve em sua história. A vida suportou essas fases porque as únicas formas de vida eram microorganismos marinhos. Então a questão é, quando olhamos para um exoplaneta de bola de neve na zona habitável de sua estrela, é possível que a vida esteja sobrevivendo lá?
O Período Criogênico continha as duas eras glaciais mais extremas da Terra. Há alguma controvérsia científica em torno dele, porque há um debate em andamento sobre se a Terra era uma bola de neve durante qualquer uma dessas eras glaciais extremas, ou se alguma terra permaneceu livre de gelo. Em qualquer caso, a vida apareceu nos oceanos antes do criogeniano e sobreviveu também. Crédito de imagem: Wikipedia.
O principal autor deste novo estudo é Adiv Paradise, um astrônomo e físico da Universidade de Toronto, no Canadá. Paradise resume a situação sucintamente: "Você tem esses planetas que tradicionalmente você pode considerar não habitáveis e este <novo estudo> sugere que talvez eles possam ser."
"Sabemos que a Terra era habitável através de seus próprios episódios de bola de neve, porque a vida surgiu antes de nossos episódios de bola de neve e a vida permaneceu por muito tempo", disse Paradise em um comunicado de imprensa . “Mas toda a nossa vida estava em nossos oceanos naquela época. Não há nada sobre a terra.
Paradise e o resto da equipe queriam investigar a ideia de que, mesmo em um planeta de bola de neve, algumas áreas de terra poderiam continuar a sustentar a vida. Eles usaram modelos de computador para simular diferentes variáveis climáticas em mundos de bola de neve teóricos. Eles ajustaram a configuração dos continentes, a quantidade de luz solar e outras características de seus mundos teóricos de bolas de neve. Eles também se concentraram em CO2.
O CO2 é um gás de efeito estufa, é claro. Ele permite que a atmosfera de um planeta retenha o calor e pode ajudar a manter um planeta temperado. Não é suficiente, e um planeta pode congelar. Demais, e as temperaturas podem subir além do limite que a vida pode sobreviver.
Diagrama de ciclo de carbono. Crédito de imagem: NASA Earth Observatory.
O CO2 segue um ciclo conhecido na vida de um planeta. A quantidade que persiste na atmosfera depende da chuva e da erosão. A água na chuva absorve CO2 e transforma em ácido carbônico. Quando está na superfície de um planeta, o ácido carbônico reage com as rochas. Essas reações quebram o ácido carbônico e se ligam aos minerais. Eventualmente esse carbono faz o seu caminho para o oceano e é armazenado no fundo do oceano.
Mas uma vez que a superfície de um planeta de bolas de neve esteja congelada, nada disso pode acontecer. A remoção de CO2 da atmosfera pára de morrer. Não há chuvas nem terras expostas.
Mas em suas simulações, alguns de seus planetas de bola de neve modelados continuavam perdendo CO2 atmosférico mesmo depois de congelarem. Isso implica duas coisas: deve haver alguma terra sem gelo, e deve haver alguma chuva.
Este gráfico mostra a relação entre o dióxido de carbono produzido pela atividade vulcânica e o dióxido de carbono removido da chuva e da erosão para climas temperados e de bola de neve. Os planetas ficam presos em um estado de bola de neve quando a atividade vulcânica e as taxas de intemperismo se equilibram. Crédito: AGU
Em algumas das simulações, alguns dos planetas de bolas de neve estavam mais quentes que outros. Entre eles, alguns deles tinham áreas de terra que permaneciam quentes o suficiente para que o ciclo do carbono continuasse: havia chuva e rochas expostas. Essas áreas não congeladas estavam no centro dos continentes, longe dos oceanos congelados. Algumas temperaturas nessas áreas chegaram a 10 Celsius (50 F). Como os cientistas acham que a vida ainda pode continuar a se reproduzir em temperaturas tão baixas quanto -20 ° C, essas descobertas abrem o caminho para a vida Sobrevive em planetas de bolas de neve, da mesma forma que durante as fases de bola de neve da Terra (s.)
Mas o estudo também encontrou outra coisa. Sob as condições certas, (ou não as condições certas, se você gostaria de ver mais vida lá fora), um planeta pode ficar preso em uma fase de bola de neve e nunca sair dela. Isso tudo depende do ciclo do carbono também.
Os cientistas costumavam pensar que, para os planetas vulcanicamente ativos, haveria uma liberação gradual de CO2 sequestrado nas rochas, e que com o tempo isso aqueceria a atmosfera, já que não pode ser removido pelas chuvas. Mas se o estudo estiver correto, então uma pequena quantidade de terra exposta, e a chuva caindo sobre ela, poderá equilibrar o CO2 liberado e manter o planeta em um estado perpétuo de quase-bola de neve. Apenas uma pequena quantidade de terra jamais ficaria sem gelo. Nesse cenário, a vida pode ser improvável.
Uma série de ilustrações mostrando como a Terra pode ter se tornado um planeta de bola de neve. Crédito de imagem: NASA
No geral, os resultados deste estudo mostram como os planetas complexos são. Cada um está em uma situação única, e o rótulo preliminar de habitável ou não-habitável é apenas um ponto de partida. Há um tremendo número de variáveis que moldam cada exoplaneta que descobrimos.
É seguro dizer que podemos descartar um grande número de planetas em termos de habitabilidade. Os Júpiteres Quentes , por exemplo, são planetas ardentes de gás quente e nunca podem suportar nenhum tipo de forma de vida que possamos imaginar.
Mas para os planetas na zona habitável ou nas fronteiras, não estamos em posição de descartá-los, mesmo que pareçam improváveis de sustentar a vida.
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