Përpjekjet studimore për të zbuluar raportin më të mirë të tokës me oqeanin për banueshmërinë e ekzoplaneteve

Toka është rreth 29 përqind tokë dhe 71 përqind oqeane. Sa e rëndësishme është ajo përzierje për banueshmërinë? Çfarë na tregon për banueshmërinë e ekzoplaneteve?

Ka shumë pak vende në Tokë ku jeta nuk ka një bazë. Faktorë të shumtë kontribuojnë në banueshmërinë e përgjithshme të planetit tonë: uji i bollshëm i lëngshëm, tektonika e pllakave, përbërja në masë, afërsia me Diellin, magnetosfera, etj.

Çfarë roli luan raporti i oqeaneve ndaj tokës?

Kuptimi ynë i banueshmërisë është mjaft i papërpunuar në këtë pikë, megjithëse bazohet në prova. Ne mbështetemi në zonën e banueshme rreth yjeve për të gjetur ekzoplanete potencialisht të banueshme. Është një faktor që është i lehtë për t’u konstatuar nga një distancë e madhe dhe bazohet në potencialin për ujë të lëngshëm në planetë.

Ne jemi ende duke nxjerrë një pamje më të madhe, më të detajuar të banueshmërisë dhe ne e dimë se gjëra të tilla si tektonika e pllakave, përbërja në masë, një magnetosferë, përbërja dhe presioni atmosferik dhe faktorë të tjerë luajnë një rol në banueshmërinë.

Por ç’të themi për raportin e një planeti të oqeaneve ndaj tokës?

Një studim i ri shqyrton atë raport në detaje. Studimi është “Diversiteti i fraksioneve të tokës në planetë të ngjashëm me Tokën dhe implikimet për banueshmërinë e tyre” Punimi është dorëzuar në revistën Astrobiology dhe është i disponueshëm në faqen e para-printimit arxiv.org. Nuk është rishikuar ende nga kolegët.

Autorët janë Dennis Höning dhe Tilman Spohn. Höning është nga Instituti i Potsdamit për Kërkimin e Ndikimit Klimatik në Gjermani, ku ai fokusohet në ndërlidhjen midis fizikës planetare dhe shkencave të sistemit të Tokës.

Spohn është Drejtor Ekzekutiv i Institutit Ndërkombëtar të Shkencave Hapësinore në Bernë, Zvicër. Spohn ishte gjithashtu hetuesi kryesor për instrumentin “mole” të zbarkuesit InSight, Paketën e Fluksit të Ngrohjes dhe të Vetive Fizike (HP3.)

Tektonika e pllakave dhe faktorët e lidhur janë në themel të çështjes. Tektonika e pllakave është lëvizja e pllakave kontinentale në sipërfaqen e Tokës ndërsa ato kalërojnë në majë të mantelit.

Tektonika e pllakave është ende një fushë aktive e kërkimit, dhe edhe me gjithë atë që kemi mësuar, ka ende shumë që shkencëtarët nuk i dinë.

Një nga faktorët kritikë në tektonikën e pllakave është parimi i “rripit transportues”. Ai thotë se ndërsa pllakat zhyten përsëri në mantel në kufijtë e pllakave konverguese, kore e re oqeanike krijohet në kufij divergjentë, të quajtur përhapja në dyshemenë e detit. Rezultati është se raporti tokë-oqean i Tokës mbetet i qëndrueshëm.

Me atë raport të qëndrueshëm, faktorë të tjerë mbeten të qëndrueshëm gjithashtu. Dhe nëse këta faktorë inkurajojnë biosferën, kjo është e mirë për banueshmërinë. Një nga ato gjëra janë lëndët ushqyese.

Toka e ekspozuar është subjekt i motit, i cili lëviz lëndët ushqyese në mbarë globin. Raftet kontinentale të Tokës janë zona të pasura biologjikisht. Një arsye është se i gjithë rrjedhja e lëndëve ushqyese nga kontinentet përfundon në raftet. Pra, kontinentet dhe raftet e tyre përmbajnë pjesën më të madhe të biomasës së Tokës, ndërsa ka shumë më pak në oqeanin e thellë.

Nxehtësia është një tjetër faktor në tektonikën e pllakave dhe banueshmërinë. Kontinentet veprojnë si një batanije mbi mantelin, duke ndihmuar Tokën të ruajë ngrohtësinë. Por ky efekt batanije moderohet nga shterimi i elementeve radioaktive në mantel.

Prishja radioaktive e elementeve si uraniumi në mantel krijon nxehtësi që bllokohet nga efekti mbulesë i kontinenteve.

Në të njëjtën kohë, rinovimi i kores përmes tektonikës sjell më shumë nga këta elementë në kore, ku nxehtësia e tyre derdhet në mënyrë më efikase.

Cikli i karbonit i Tokës është gjithashtu kritik për ruajtjen e jetës. Ky cikël ndikohet nga tektonika e pllakave dhe gjithashtu nga raporti tokë-oqean. Motivi i kontinenteve e largon karbonin nga atmosfera afërsisht në ekuilibër me karbonin e emetuar nga manteli nga vullkanet.

Pastaj është përmbajtja e ujit në mantel. Më shumë ujë në mantel ul viskozitetin e mantelit, i përcaktuar si rezistencë ndaj rrjedhjes. Përmbajtja e ujit të mantelit është pjesë e një cikli reagimi me temperaturën e mantelit. Sa më shumë ujë hyn në mantel, ai rrjedh më lehtë. Kjo rrit konvekcionin, i cili çliron më shumë nxehtësi nga manteli.

Siç shpjegon punimi, të gjithë këta faktorë janë të lidhur, zakonisht në unazat e reagimit.

Të gjithë këta faktorë dhe të tjerët kombinohen në Tokë për të krijuar një banueshmëri të fortë. Nëse raporti i tokës ndaj ujit do të ishte i njëanshëm drejt më shumë tokës, atëherë klima do të ishte shumë më e thatë dhe pjesë të mëdha të kontinenteve mund të ishin shkretëtira të ftohta dhe të thata dhe biosfera mund të mos ishte mjaft e madhe për të prodhuar një atmosferë të pasur me oksigjen.

Në të kundërt, nëse do të kishte shumë më shumë ujë, mund të ketë mungesë të lëndëve ushqyese nga moti kontinental. Kjo mungesë e lëndëve ushqyese gjithashtu ndalon një biosferë mjaft të madhe të nevojshme për të prodhuar atmosferën e pasur me oksigjen të nevojshëm për një jetë komplekse dhe një biosferë më të pasur.

Ka një sasi të jashtëzakonshme detajesh në tektonikën e Tokës dhe është e pamundur të modelohen të gjitha. Sidomos pasi shkencëtarët nuk kanë arritur një konsensus për shumë nga detajet. Pjesa më e madhe është e fshehur nga studiuesit. Ata nuk kanë ende prova të mjaftueshme për të nxjerrë përfundime të qëndrueshme.

Ky studim u mbështet në modelimin shkencor për të kuptuar se si planetët kanë raporte të ndryshme tokë-oqean.

Höning dhe Spohn modeluan tre proceset kryesore që krijojnë raportin tokë-oqean: rritja e kores kontinentale, shkëmbimi i ujit midis rezervuarëve në dhe mbi sipërfaqe (oqeane, atmosferë) dhe në mantel, dhe ftohja nga konveksioni i mantelit.

Nga letra:

“Këto procese janë të lidhura përmes konvekcionit të mantelit dhe tektonikës së pllakave me:

shkrirja dhe vullkanizmi i lidhur me zonën e subduksionit, dhe erozioni kontinental që rregullon rritjen e kontinenteve
degazimi i ujit të mantelit nëpërmjet vullkanizmit dhe rigazimi nëpërmjet subduksionit që rregullon buxhetin e ujit
transferimi i nxehtësisë përmes konvekcionit të mantelit që rregullon evolucionin termik.”
Autorët arritën në një përfundim themelor. “…përhapja e mbulimit kontinental në planetët e ngjashëm me Tokën përcaktohet nga forcat përkatëse të reagimeve pozitive dhe negative në rritjen kontinentale dhe nga marrëdhënia midis mbulimit termik dhe varfërimit të izotopeve radioaktive me rritjen e kores kontinentale,” shkruajnë ata.

“Pasiguria në këto vlera të parametrave paraqet pasigurinë kryesore në model.”

Këto unaza kthyese do të jenë të pranishme në çdo planet me aktivitet tektonik dhe ujë. Forca relative e këtyre sytheve është e vështirë të matet. Ka të ngjarë të ketë një numër të habitshëm faktorësh në lojë në të gjithë popullsinë e ekzoplaneteve.

Asnjë studiues nuk mund të modelojë çdo faktor të vetëm, por ky hulumtim zbret në lidhjet e reagimit midis të gjithë faktorëve dhe nëse ato janë pozitive apo negative.

Reagimet e forta negative “… do të çonin në një evolucion kryesisht të pavarur nga kushtet fillestare dhe historia e hershme e planetit, që do të nënkuptonte një vlerë të vetme të qëndrueshme të sotme të sipërfaqes kontinentale,” përfundojnë ata.

Megjithatë, unazat e forta të reagimeve pozitive krijojnë rezultate të ndryshme. “Për reagime të forta pozitive, megjithatë, rezultati i evolucionit mund të jetë mjaft i ndryshëm në varësi të kushteve fillestare dhe historisë së hershme,” shkruajnë ata.

Pyetja është, a i japin formë ekzoplaneteve këto unaza kthyese? A munden ekzoplanetet me tektonikë të pllakave gjithashtu të arrijnë një ekuilibër midis mbulimit të tokës dhe oqeanit? A do të përfundojë një planet përafërsisht me madhësinë e Tokës dhe me një buxhet të ngjashëm nxehtësie të ngjashme me Tokën, me stabilitetin e saj që mundëson jetën?

Para së gjithash, hulumtimi tregon se planetët tokësorë dhe planetët e oqeanit janë të dy të mundshëm, gjë që nuk duhet të jetë befasi. Dhe, sigurisht, ne e dimë se planete të përziera si Toka janë të mundshme.

Në një punim të mëparshëm, i njëjti çift autorësh arriti në përfundimin se planetët tokësorë janë rezultati më i mundshëm. Rezultati tjetër më i mundshëm janë planetët e oqeanit.

Autorët theksojnë se ka paqartësi në të gjithë këtë punë, natyrisht, dhe se ka mungesë të të dhënave. Megjithatë, puna e tyre hedh dritë mbi mekanizmat që krijojnë raporte të ndryshme të tokës me oqeanin në planetë.

“Diskutimi ynë synon të sigurojë një kuptim më të mirë cilësor të proceseve të reagimit; ne pranojmë se mungojnë të dhënat për një kuptim të detajuar të dallimeve sasiore,” shkruajnë ata.

Studiues të tjerë gjithashtu e kanë trajtuar këtë çështje. Një studim i vitit 2015 shikoi planetët rreth xhuxhëve M, lloji më i zakonshëm i yjeve në Rrugën e Qumështit, dhe ku ka gjasa të gjejmë më shumë ekzoplanete.

Ky studim zbuloi “… një shpërndarje të ngjashme bimodale të sipërfaqes së tokës së shfaqur, ku shumica e planetëve ose e kishin sipërfaqen e tyre të mbuluar tërësisht me ujë ose me ujë në sipërfaqe dukshëm më pak se Toka,” shkruajnë autorët.

Ai studim, megjithatë, shikoi faktorë të tjerë dhe nuk u fokusua vetëm në rritjen kontinentale.

Çfarë do të thotë ky studim për Tokën? Si mund t’i përgjigjemi pyetjes në titull: “Cili është përzierja më e mirë e oqeaneve në tokë për një planet të banueshëm?”

Sado antropocentrike apo teracentrike që mund të tingëllojë, ne mund të jetojmë me përgjigjen.