Радиоактивные элементы могут быть ключом к обитаемости экзопланет
Как оказалось, органического вещества, жидкой воды, солнечного света и, возможно, большой Луны может быть недостаточно, чтобы обеспечить обитаемость экзопланеты. Это также может частично зависеть от того, достаточно ли долгоживущих радиоактивных элементов присутствует в глубоких недрах планеты.
Это происходит потому, что радиоактивный распад урана и тория производит тепло, необходимое для питания тектоники плит и вулканизма, приводя в движение конвекцию в расплавленном металлическом ядре планеты. Эта конвекция, в свою очередь, создает в недрах Земли внутренний динамик, который создает защитное магнитное поле, защищающее поверхность от вредного воздействия солнечной радиации.
В статье, опубликованной 10 ноября в , исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крус рассмотрели, как разное количество радиоактивных элементов может повлиять на эволюцию планеты.
"Мы поняли, что разные планеты накапливают разное количество этих радиоактивных элементов, которые в конечном итоге приводят в действие геологическую активность и магнитное поле", - сказал Фрэнсис Ниммо, профессор наук о Земле и планетах и ведущий автор исследования.
"Поэтому мы взяли модель Земли и увеличили и уменьшили количество внутреннего радиогенного производства тепла, чтобы увидеть, что происходит".
Они обнаружили, что радиогенный нагрев слишком высок, динамо не может поддерживаться бесконечно, потому что большая часть тория и урана окажется в мантии, производя достаточно тепла, чтобы мантия действовала в качестве изолятора. Это, в свою очередь, предотвратит потерю тепла расплавленным ядром достаточно быстро, чтобы создать конвекцию, необходимую для магнитного поля. Это также может привести к необузданному вулканизму и частым массовым вымираниям.
И наоборот, слишком слабый радиогенный нагрев в ядре приводит к геологически мертвой планете.
"Просто изменив эту одну переменную, вы пройдете через все эти различные сценарии, от геологически мертвых до земных до чрезвычайно вулканических без динамо-машины", - сказал Ниммо.
"Теперь, когда мы видим важные последствия изменения количества радиогенного нагрева, упрощенная модель, которую мы использовали, должна быть проверена более детальными расчетами".