Ao procurar planetas extra-solares potencialmente habitáveis, os cientistas ficam um pouco restritos pelo fato de conhecermos apenas um planeta onde a vida existe (isto é, a Terra). Por esse motivo, os cientistas procuram planetas terrestres (ou seja, rochosos), orbitam dentro das zonas habitáveis de suas estrelas e mostram sinais de biosassinaturas como o dióxido de carbono atmosférico - que é essencial para a vida como a conhecemos.
Esse gás, que é o resultado amplamente da atividade vulcânica aqui na Terra, aumenta o calor da superfície através do efeito estufa e alterna entre o subsolo e a atmosfera através de processos naturais. Por esse motivo, os cientistas há muito acreditam que as placas tectônicas são essenciais para a habitabilidade. No entanto, de acordo com um novo estudo realizado por uma equipe da Universidade Estadual da Pensilvânia, esse pode não ser o caso.
O estudo, intitulado “Ciclagem de carbono e habitabilidade de planetas estagnados do tamanho da Terra”, foi publicado recentemente na revista científica Astrobiology. O estudo foi conduzido por Bradford J. Foley e Andrew J. Smye, dois professores assistentes do departamento de geociências da Universidade Estadual da Pensilvânia.
Na Terra, o vulcanismo é o resultado da tectônica de placas e ocorre onde duas placas colidem. Isso causa subducção, onde uma placa é empurrada abaixo da outra e mais profundamente na subsuperfície. Essa subducção transforma o manto denso em magma flutuante, que sobe através da crosta até a superfície da Terra e cria vulcões. Esse processo também pode ajudar no ciclo do carbono, empurrando o carbono para o manto.
Acredita-se que a tectônica de placas e o vulcanismo tenham sido centrais para o surgimento da vida aqui na Terra, pois garantiu que nosso planeta tivesse calor suficiente para manter a água líquida em sua superfície. Para testar essa teoria, os professores Foley e Smye criaram modelos para determinar o quão habitável seria um planeta semelhante à Terra sem a presença de placas tectônicas.
Esses modelos levaram em consideração a evolução térmica, produção de crosta e CO2 pedalar para restringir a habitabilidade de planetas rochosos e estagnados do tamanho da Terra. Estes são planetas onde a crosta consiste em uma única placa esférica gigante flutuando no manto, em vez de em pedaços separados. Pensa-se que esses planetas sejam muito mais comuns do que os que experimentam placas tectônicas, pois nenhum planeta além da Terra foi confirmado como tendo placas tectônicas ainda. Como o professor Foley explicou em um comunicado de imprensa da Penn State News:
“O vulcanismo libera gases na atmosfera e, com o tempo, o dióxido de carbono é retirado da atmosfera e seqüestrado em rochas e sedimentos superficiais. O equilíbrio desses dois processos mantém o dióxido de carbono em um determinado nível na atmosfera, o que é realmente importante para saber se o clima permanece temperado e adequado para a vida. ”
Essencialmente, seus modelos levaram em conta a quantidade de calor que o clima de um planeta com tampa estagnada poderia reter com base na quantidade de calor e nos elementos produtores de calor presentes quando o planeta se formou (também conhecido como seu orçamento inicial de calor). Na Terra, esses elementos incluem o urânio, que produz tório e calor quando se decompõe, que decai para produzir potássio e calor.
Depois de executar centenas de simulações, que variavam o tamanho e a composição química do planeta, eles descobriram que os planetas estagnados da tampa poderiam manter temperaturas suficientemente quentes para que a água líquida pudesse existir em suas superfícies por bilhões de anos. Em casos extremos, eles podem sustentar temperaturas que sustentam a vida por até 4 bilhões de anos, quase a idade da Terra.
Como Smye indicou, isso se deve em parte ao fato de que as placas tectônicas nem sempre são necessárias para a atividade vulcânica:
"Você ainda tem vulcanismo em planetas estagnados da tampa, mas é muito mais curto do que em planetas com placas tectônicas, porque não há tanto ciclismo. Os vulcões resultam em uma sucessão de fluxos de lava, que são enterrados como camadas de um bolo ao longo do tempo. Rochas e sedimentos esquentam mais à medida que são enterrados. ”
Os pesquisadores também descobriram que, sem as placas tectônicas, os planetas estagnados da tampa ainda poderiam ter calor e pressão suficientes para sofrer desgaseificação, onde o gás dióxido de carbono pode escapar das rochas e chegar à superfície. Na Terra, disse Smye, o mesmo processo ocorre com a água nas zonas de falha de subducção. Esse processo aumenta com base na quantidade de elementos produtores de calor presentes no planeta. Como explicou Foley:
"Há um ponto ideal onde um planeta está liberando dióxido de carbono suficiente para impedir que o planeta congele, mas não tanto que o clima não possa puxar dióxido de carbono da atmosfera e manter o clima temperado".
De acordo com o modelo dos pesquisadores, a presença e a quantidade de elementos produtores de calor eram indicadores muito melhores do potencial de um planeta para sustentar a vida. Com base em suas simulações, eles descobriram que a composição ou tamanho inicial de um planeta é muito importante para determinar se ele se tornará ou não habitável. Ou como eles dizem, a habitabilidade potencial de um planeta é determinada no nascimento.
Ao demonstrar que os planetas com tampa estagnada ainda podem sustentar a vida, este estudo tem o potencial de estender bastante o que os cientistas consideram potencialmente habitáveis. Quando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) é implantado em 2021, examinando as atmosferas de planetas estagnados da tampa para determinar a presença de bioassinaturas (como CO2) será um importante objetivo científico.
Saber que mais desses mundos poderiam sustentar a vida é certamente uma boa notícia para aqueles que esperam encontrar evidências de vida extraterrestre em nossas vidas.
