研究表明冻结的类地行星可以支持生命

一项新的研究表明，冰冷的行星曾经被认为太冷而无法支撑生命，可能会有宜居的土地面积超过冰点，挑战典型的假设什么类型的行星可能适合居住。

长期以来，科学家一直认为雪球行星 - 地球上的行星与海洋冻结在赤道上 - 由于极度寒冷而对生命产生敌意。但AGU的地球物理研究杂志：行星发现的一项新研究发现，一些雪球行星可能在其赤道附近的土地上达到宜居温度。

多伦多大学的天文学家和物理学家，新研究的主要作者阿迪夫·天堂说：“你有这些传统上你可能认为不适合居住的行星，这表明也许它们可能存在。”

在宜居带是从一个明星，其中行星理论上可以有液态水和温度温暖足以支持生命的距离的范围内。可居住区内的行星可以像地球一样温暖和温带，也可以像雪球一样完全冻结。

地质学家怀疑地球过去经历过一到三个雪球阶段，海洋微生物可能至少在其中一个时期存​​活下来。

“我们知道地球可以通过它自己的雪球事件来居住，因为生命在我们的雪球事件之前出现，生命早就过去了，”天堂说。“但那时我们所有的生命都在我们的海洋中。土地上没有任何东西。”

在这项新的研究中，天堂和他的同事们想知道雪球上的陆地区域是否可以达到维持生命的温度。他们使用计算机程序模拟理论雪球行星上的不同气候变量，调整日照量和配置等条件。

该图显示了火山活动产生的二氧化碳与温带和雪球气候的降雨和侵蚀所消除的二氧化碳之间的关系。当火山活动和风化速率相互平衡时，行星会陷入雪球状态。图片来源：AGU

他们感兴趣的一个变量是二氧化碳。碳氧化钛陷阱加热并保持在温带气候范围内的行星; 没有它，行星凉爽，海洋冻结。

当大气中的二氧化碳水平从降雨和侵蚀的组合中降得太低时，行星会变成雪球。水吸收二氧化碳并将其转化为碳酸，碳酸在侵蚀过程中会与地面上的岩石发生反应。这种相互作用使碳酸更容易破坏。它与矿物质结合，然后矿物质被带到海洋并最终储存到海底。

科学家此前认为，在雪球阶段，行星大气中二氧化碳的排出已经停止，因为它的所有地表水都被冻结了。但令人惊讶的是，这项新研究发现，一些雪球行星即使在冰冻后也会继续失去二氧化碳。这意味着行星必须有一些非冻结的地面和偶尔的降雨量才能继续从大气中清除二氧化碳。

该研究的作者模拟的一些较温暖的雪球行星的陆地区域足够温暖，即使在海洋被冻结到赤道时也能保持液态水和生命。他们发现远离冰冻海洋的中心的陆地区域可能达到10摄氏度(50华氏度)以上的温度。这比生命可以繁殖的最低温度温暖得多，科学家认为这是零下20摄氏度(零下4华氏度)。

结果还表明，在某些条件下，类地行星可能会陷入雪球状态。科学家过去认为，通过火山释放的二氧化碳的逐渐积累，行星会退出雪球阶段。研究人员表示，虽然风化可以从大气中抽出足够的二氧化碳来平衡火山输出，从而形成一个负反馈回路，行星永远不会融化。

研究人员表示，研究结果表明，可居住的行星和不可行的行星之间的界限可能不像地质学家曾经认为的那样明确。

“我们发现实际上这条线有点模糊，”天堂说。

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