Une étude tente de découvrir le meilleur rapport terre-océan pour les exoplanètes habitables : ScienceAlert

La Terre est constituée d’environ 29 % de terres et 71 % d’océans. Quelle est l’importance de cette combinaison pour l’habitabilité ? Que nous apprend-il sur l’habitabilité des exoplanètes ?

Il y a très peu d’endroits sur Terre où la vie n’a pas pris pied. De multiples facteurs contribuent à l’habitabilité globale de notre planète : eau liquide abondante, tectonique des plaques, composition de la masse, proximité du Soleil, magnétosphère, etc.

Quel rôle joue le rapport des océans à la terre ?

Notre compréhension de l’habitabilité est assez grossière à ce stade, même si elle est basée sur des preuves. Nous nous appuyons sur la zone habitable autour des étoiles pour identifier les exoplanètes potentiellement habitables. C’est un facteur facile à déterminer à distance et qui dépend de la probabilité de présence d’eau liquide sur les planètes.

Nous brossons toujours une image plus grande et plus détaillée de l’habitabilité, et nous savons que des éléments comme la tectonique des plaques, la composition de la masse, la magnétosphère, la composition et la pression atmosphériques, et d’autres facteurs jouent un rôle dans l’habitabilité.

Mais qu’en est-il du rapport entre les océans et la terre sur une planète ?

Une nouvelle étude examine ce ratio en détail. l’étude « Diversité des fractions de la Terre sur les planètes semblables à la Terre et implications pour leur habitabilitéL’article a été soumis à la revue Astrobiologie La préimpression est disponible sur arxiv.org. Il n’a pas encore été évalué par les pairs.

Les auteurs sont Denise Huing et Tillman Spoon. Hoening est du Potsdam Institute for Climate Impact Research en Allemagne, où il se concentre sur la relation entre la physique planétaire et la science du système terrestre.

Spoon est le directeur exécutif de l’Institut international des sciences spatiales à Berne, en Suisse. Spohn était également le chercheur principal de aperçu outil « taupe » Paquet de flux de chaleur et propriétés physiques (HP3.)

La tectonique des plaques et les facteurs connexes sont à l’origine du problème. La tectonique des plaques est le mouvement des plaques continentales à la surface de la Terre lorsqu’elles se déplacent le long du sommet du manteau.

La tectonique des plaques est toujours un domaine de recherche actif, et même avec tout ce que nous avons appris, il y a encore beaucoup de choses que les scientifiques ignorent.

L’un des facteurs cruciaux du mouvement des plaques tectoniques est le principe du « tapis roulant ». Il dit que lorsque les plaques sont replongées dans le manteau aux limites convergentes des plaques, une nouvelle croûte océanique se forme aux limites divergentes, appelée propagation du fond marin. Le résultat est que le rapport de la terre à l’océan reste constant.

Ce ratio restant constant, d’autres facteurs restent également constants. Et si ces facteurs favorisent une biosphère, c’est bon pour l’habitabilité. L’une de ces choses est les nutriments.

La terre exposée est exposée aux éléments, qui transportent les nutriments dans le monde entier. Les plateaux continentaux de la Terre sont des régions biologiquement riches. L’une des raisons est que tout le ruissellement des nutriments des continents se retrouve sur les étagères. Ainsi, les continents et leurs plateaux contiennent la majeure partie de la biomasse terrestre, tandis que l’on en trouve beaucoup moins dans les profondeurs océaniques.

La chaleur est un autre facteur de la tectonique des plaques et de l’habitabilité. Les continents agissent comme une couverture sur le manteau, aidant la Terre à retenir la chaleur. Mais cet effet global est atténué par l’épuisement des éléments radioactifs dans le manteau.

La désintégration radioactive d’éléments tels que l’uranium dans le manteau génère de la chaleur piégée par l’effet de masse des continents.

Dans le même temps, le renouvellement de la croûte par la tectonique amène davantage de ces éléments dans la croûte, où leur chaleur est plus efficacement évacuée.

Le cycle du carbone de la Terre est également essentiel au maintien de la vie. Ce cycle est influencé par le mouvement des plaques tectoniques ainsi que par le rapport terre/océan. L’altération des continents élimine le carbone de l’atmosphère à peu près en équilibre avec le carbone émis par le manteau par les volcans.

Ensuite, il y a la teneur en eau dans le manteau. Plus d’eau dans le manteau diminue la viscosité du manteau, qui est définie comme la résistance à l’écoulement. La teneur en eau du manteau fait partie d’une boucle de rétroaction avec la température du manteau. Plus l’eau pénètre dans le manteau, plus elle s’écoule facilement. Cela augmente la convection, ce qui libère plus de chaleur du manteau.

Comme l’explique le document, tous ces facteurs sont liés, généralement dans des boucles de rétroaction.

Tous ces facteurs et plus encore sur Terre se combinent pour créer une forte habitabilité. Si le rapport terre-eau était biaisé vers plus de terres, le climat serait plus sec, de grandes parties des continents pourraient être froides et sèches, et la biosphère pourrait ne pas être assez grande pour produire une atmosphère riche en oxygène.

À l’inverse, s’il y a trop d’eau, il peut y avoir un manque de nutriments dû à l’altération continentale. Cette carence en nutriments interdit également une biosphère suffisamment grande pour produire l’atmosphère riche en oxygène nécessaire à une vie complexe et une biosphère plus riche.

Il y a une quantité extraordinaire de détails dans la tectonique terrestre, et il est impossible de tout modéliser. D’autant plus que les universitaires ne sont pas parvenus à un consensus sur de nombreux détails. Une grande partie est cachée aux chercheurs. Ils n’ont pas encore assez de preuves pour tirer des conclusions solides.

Cette étude s’est appuyée sur la modélisation scientifique pour comprendre comment les planètes ont des rapports terre-océan différents.

Höning et Spohn ont modélisé les trois principaux processus qui créent le rapport terre-océan : croissance de la croûte continentale, échange d’eau entre les réservoirs à la surface et au-dessus (océans, atmosphère) et dans le manteau, et refroidissement convectif.

De papier:

Ces processus sont liés par la convection et la tectonique des plaques à :

• Fonte et volcanisme associés à la zone de subduction, et érosion continentale régissant la croissance des continents
• Le déversement de l’eau du manteau à travers les volcans et le regazage par subduction régissent le bilan hydrique
• Transfert de chaleur par convection qui contrôle l’évolution thermique.

Les auteurs sont arrivés à une prémisse de base conclusion. « … la prévalence de la couverture continentale sur les planètes semblables à la Terre est déterminée par les forces des rétroactions positives et négatives de la croissance continentale et la relation entre la couverture thermique et l’épuisement des radio-isotopes lors de la croissance de la croûte continentale », Taper.

« L’incertitude sur ces valeurs de paramètres représente la principale incertitude du modèle. »

Ces boucles de rétroaction seraient présentes sur n’importe quelle planète avec une activité tectonique et de l’eau. Il est difficile de déterminer la force relative de ces épisodes. Il y a potentiellement un nombre ahurissant de facteurs en jeu dans tout le groupe d’exoplanètes.

Les chercheurs ne peuvent pas modéliser chaque facteur individuellement, mais cette recherche se résume à des boucles de rétroaction entre tous les facteurs et à leur caractère positif ou négatif.

Forte rétroaction négative « … qui conduirait à une évolution largement indépendante des conditions de départ et des débuts de l’histoire de la planète, impliquant une seule valeur stable actuelle de la surface continentale », nous concluons.

Cependant, de fortes boucles de rétroaction positives créent des résultats différents. « Pour une rétroaction positive forte, cependant, le résultat du développement peut être très différent selon les conditions de départ et les débuts de l’histoire », Taper.

La question est : les mêmes boucles de rétroaction forment-elles les exoplanètes ? Les exoplanètes avec la tectonique des plaques pourraient-elles également trouver un équilibre entre la couverture terrestre et océanique ? Une planète à peu près de la taille de la Terre avec un équilibre de température similaire deviendrait-elle similaire à la Terre, avec sa stabilité vitale ?

Tout d’abord, la recherche montre que les planètes terrestres et les planètes océaniques sont possibles, ce qui ne devrait pas être surprenant. Et bien sûr, nous savons que des planètes hybrides comme la Terre sont possibles.

dans article précédent, les mêmes auteurs concluent que les planètes terrestres sont le résultat le plus probable. Le prochain résultat le plus probable est les planètes océaniques.

Les auteurs soulignent qu’il y a du scepticisme dans tout ce travail, bien sûr, et qu’il y a un manque de données. Cependant, leurs travaux mettent en évidence les mécanismes qui créent différents rapports terre-océan sur les planètes.

Notre discussion vise à fournir une meilleure compréhension qualitative des processus de rétroaction ; nous reconnaissons le manque de données nécessaires pour une compréhension détaillée des différences quantitatives. Taper.

D’autres chercheurs se sont également penchés sur ce problème. une étude 2015 J’ai regardé les planètes autour des naines M, qui sont le type d’étoile le plus courant dans la Voie lactée, et où nous sommes susceptibles de trouver la plupart des exoplanètes.

cette étude Les auteurs ont trouvé « … une distribution binaire similaire de la zone émergente de la Terre, avec la surface de la plupart des planètes soit complètement recouverte d’eau, soit avec beaucoup moins d’eau de surface que celle de la Terre », Taper.

Cependant, cette étude a examiné d’autres facteurs et ne s’est pas uniquement concentrée sur la croissance continentale.

Que signifie cette étude pour la Terre ? Comment répondre à la question du titre : « Quelle est la meilleure combinaison de terres océaniques pour une planète habitable ?

Aussi anthropocentriques ou terrestres qu’ils puissent paraître, nous pouvons vivre sur la réponse.

Cet article a été initialement publié par l’univers aujourd’hui. Lis le L’article d’origine.