Mai multe lumi de apă decât am crezut că ar putea susține viața

Posibilitatea ca pe suprafața unei exoplanete să existe apă lichidă o semnalează de obicei ca fiind „potențial locuibilă”, dar realitatea este că prea multă apă ar putea împiedica viața să prindă.

„Pe Pământ, oceanul este în contact cu o rocă. Dacă avem prea multă apă, se creează gheață de înaltă presiune sub ocean, care îl separă de interiorul stâncos al planetei”, a declarat Caroline Dorn, geofizician la ETH Zurich, Elveția, care a condus noi cercetări în interiorul exoplanetelor.

Această gheață de înaltă presiune împiedică schimbul de minerale și compuși chimici între roci și apă. În teorie, asta ar trebui să facă oceanul steril și lipsit de viață. Însă echipa lui Dorn susține că chiar și exoplanetele care au suficientă apă pentru a forma gheață de înaltă presiune pot găzdui viață dacă cea mai mare parte a apei nu este stocată în oceanele de suprafață, ci este ținută mult mai adânc în miezul planetei. Apa din miez nu poate susține viața – nu este nici măcar în forma sa moleculară acolo. Dar înseamnă că o parte substanțială din apa unei planete nu se află la suprafață, ceea ce face oceanele de suprafață puțin mai puțin adânci și împiedică formarea gheții de înaltă presiune pe fundul lor.

Tineri planetari

„Dacă te-ai uitat la comunitatea exoplanetelor în urmă cu trei până la cinci ani, toată lumea se gândea la asta [water] poate fi prezent doar pe suprafața planetelor”, a spus Dorn. Oamenii de știință, neavând dovezi contrare, au presupus pur și simplu că lumi extraterestre au fost construite așa cum credeau ei că este construit Pământul, cu apa prezentă în principal în oceanele de suprafață, cu o anumită porțiune, de aproximativ 40 de milioane de kilometri cubi, ținută mai adânc în scoarță. Dar tot acest raționament a ieșit pe fereastră în 2020, când o echipă de oameni de știință de la University College London a publicat un studiu susținând că Pământul nu a fost construit deloc așa.

În schimb, studiul din 2020 a susținut că majoritatea apei de pe Pământ nu se află în oceane sau în crustă, ci în miezul planetei și că nucleul poate găzdui de 30 până la 37 de ori mai multă apă decât toate oceanele noastre de suprafață la un loc. „Când planeta este foarte tânără și fierbinte, ai o supă de magmă cu totul amestecat – ai silicați conținuti în mantaua planetei, dar și picături de fier care în cele din urmă se vor scufunda și vor forma miezul”, a spus Dorn.

O parte din apa prezentă în această supă de magmă se asociază cu silicații și poate ajunge într-o zi în oceanele de suprafață. O altă parte rămâne cu fierul și se scufundă până la miez cu el. La temperaturile și presiunile imense găsite în lumile în curs de dezvoltare, fierul poate lega de aproximativ 70 de ori mai multă apă decât silicații.

Ca regulă generală, dacă o planetă este mai grea, o mare parte din apa ei va merge până la miez și va rămâne acolo. Și acesta poate fi un lucru bun pentru speranțele noastre de a găsi viață în spațiu.

A da vieții o șansă

Chiar și cu o precizie imensă a instrumentelor moderne, inclusiv telescopul James Webb, singura modalitate prin care putem ghici bugetul de apă al unei exoplanete este prin indicii indirecte: o densitate în vrac calculată din cele mai bune estimări ale masei și razei sale.

Înainte de studiul lui Dorn, ori de câte ori am dat peste o exoplanetă cu un buget de apă excepțional de mare, am presupus că apa se afla în oceanele sale de suprafață, adică oceanele erau super adânci și aveau presiuni absurd de ridicate la fundul lor. Asta pentru că datele concrete pe care le avem ne spun doar ce parte a planetei este făcută din apă – nu spune nimic despre distribuția ei.

„Pentru că acum credem că apa poate fi stocată și în miez, putem avea de zece ori mai multă apă pe planetă înainte de a ajunge la aceste presiuni ridicate. Este o diferență de ordin de mărime”, a spus Dorn. Deoarece majoritatea apei coboară până la miez cu fierul, doar o mică parte rămâne aproape de suprafață pentru a forma oceanele așa cum le cunoaștem, reducând presiunile pe fundul oceanului.

Aceasta înseamnă că grupul de lumi potențial locuibile a crescut semnificativ. Totuși, găsirea dovezilor concludente ale vieții pe una dintre aceste planete rămâne o provocare uriașă.