Американские ученые усомнились в обитаемости суперземель

На Земле тектоника плит и вулканическая деятельность помогают регулировать климат, а также перерабатывают и доставляют на поверхность питательные вещества. Магнитное поле, движимое жидким металлическим ядром, защищает атмосферу от солнечного и космического излучения.

Стаменкович и его коллеги обнаружили, что вязкость и температура плавления пород мантии сильно зависит от давления. В массивных суперземлях внутреннее давление в десятки раз выше земного. Это может привести к большей вязкости и температуре плавления, что способно негативно сказаться на обитаемости планеты, передает «Компьютерра–Онлайн».

Расчёты показывают, что твёрдые суперземли могут быть даже недифференцированными, то есть не разделёнными на металлическое ядро и мантию. «Согласно современным представлениям планеты земного типа образовались сравнительно быстро — в первые 50 миллионов лет истории Солнечной системы, — поясняет Стаменкович. — Время формирования ядра сильно зависит от вязкости. Высокая температура плавления и большая вязкость суперземель, рассчитанные нами, говорят о том, что их ядра либо формировались медленно, либо не формировались вообще. Это вызывает сомнения в том, что они способны генерировать магнитные поля».

Даже если эти суперземли дифференцированы, исследование показывает, что конвекция в них будет вялой и что в глубине мантии могут образовываться застойные слои, которые мешают тепловому потоку, поднимающемуся от ядра. Тогда основной формой переноса будет электропроводимость, снижающая скорость остывания ядра.

Более того, шансы на тектонику плит снижаются по мере увеличения массы планеты, хотя вода в литосфере способна компенсировать этот эффект. Это значит, что наличие тектоники плит на суперземлях зависит от множества неизвестных характеристик, которые в ближайшем будущем наблюдать не получится.

Атмосфера ранней Земли отчасти вызвана дифференциацией планеты и последующего выпуска газов в результате извержений вулканов. Учёные обнаружили, что продолжительность вулканической дегазации и производства расплавленной породы обычно уменьшается с увеличением планетарной массы, особенно с ростом вязкости. Это может ограничить временные рамки вулканической активности на суперземлях, а также повлиять на регулирование климата при глобальном оледенении, передает Phys.Org.

«Наша работа подчеркивает важность понимания тепловой эволюции планет, — подводит итог Стаменкович. — Кроме того, она показывает, что суперземли более разнообразны, чем ожидалось. Мы сможем в полной мере ответить на все вопросы лишь в том случае, если соберём больше данных путём экспериментов при высоких давлениях и спектроскопического наблюдения атмосферы суперземель, вращающихся в двух шагах от ярких звёзд».