Sciencemag.cz
Doporučujeme
Na Zemi se kyslíková atmosféra objevila téměř jistě až v souvislosti s životem. Nicméně na kamenných planetách podobných Zemi může nastat několik scénářů, které povedou ke kyslíkové atmosféře i anorganickými procesy.
Joshua Krissansen-Totton z University of California (Santa Cruz) a jeho kolegové modelovali vývoj skalních planet, které začínají s rozžhaveným povrchem a poté chladnou. Současně na nich mohou probíhat různé geochemické cykly. Podle počátečního poměrného zastoupení lehkých prvků přicházejí v úvahu různorodé scénáře dalšího vývoje.
Kyslík může vznikat abioticky rozkladem vody ultrafialovým zářením, když část lehkého vodíku překoná gravitaci planety, takže reakce bude částečně nevratná. Při chladnutí hornin se zase může uvolňovat oxid uhelnatý nebo vodík, který bude kyslík z atmosféry odstraňovat. Podobně funguje zvětrávání hornin.
Následuje několik možných scénářů, které povedou ke kyslíkové atmosféře i u mrtvé planety: Pokud se planeta podobá Zemi, ale obsahuje na počátku hodně vody, povrch pokryjí hluboké oceány. Ty budou vyvíjet velký tlak na zemskou kůru, čímž se vypne geologická aktivita, která by kyslík z atmosféry odčerpávala (např. tavení a výše zmíněné zvětrávání hornin). Výsledek: vodní svět s atmosférou z kyslíku a dusíku.
Planeta začínající s malým množstvím vody zase může rychle ztuhnout, přičemž většina vody zůstane v atmosféře. Zde se bude postupně rozkládat, vodík z horních vrstev unikat a v atmosféře poroste podíl kyslíku. Výsledek: pouštní svět s atmosférou z dusíku, kyslíku a oxidu uhličitého.
Ve třetím scénáři má planeta podobná Zemi větší poměr množství oxidu uhličitého k vodě. Výsledkem je rychlý skleníkový efekt, voda prakticky nezačne kondenzovat na povrchu planety. Povrch planety bude mít jiné vlastnosti a nebude odstraňovat kyslík z atmosféry (který tam vznikne opět rozkladem vody). Výsledek: něco trochu podobného Venuši, v atmosféře oxid uhličitý, kyslík a voda (poznámka PH: proč ne dusík, ten zmizí kam?).
Samozřejmě – všechno jsou to pouze modely.
Joshua Krissansen‐Totton et al. Oxygen False Positives on Habitable Zone Planets Around Sun‐Like Stars. AGU Advances. First published: 13 April 2021 doi.org/10.1029/2020AV000294
Zdroj: University of California – Santa Cruz / Phys.org
Poznámky PH:
Kyslík najdeme i v atmosféře Marsu, už to naznačuje, že jeho spojování s životem představuje hodně velké zjednodušení (i když je otázka, zda studie výše nemyslí kyslíkem něco jako „větší množství kyslíku“).
Obecně je indikátorem života ani ne tak konkrétní chemická látka (ať už jde o kyslík, fosfan, methan…), ale spíše chemická nerovnováha. Tím se pátrání ovšem samozřejmě komplikuje, na exoplanetě nestačí detekovat jedinou sloučeninu, ale potřebujeme znát složení atmosféry (a ideálně i pevniny, oceánů…) jako celku. Což zase vyžaduje dalekohledy citlivé na širokou škálu vlnových délek.
