Model wskazuje, że CO2 może wspomagać utratę wody na planetach

habitablezon

Troje naukowców z Max Planck Institute for Meteorology i Princeton University opracowało symulację komputerową, która wskazuje, że znaczny wzrost obfitości dwutlenku węgla w atmosferze może prowadzić do utraty wody na planecie równo łatwo co wzrost promieniowania gwiazdy wokół której krąży. Zespół opublikował szczegóły swojego modelu i uzyskanych wyników w periodyku Nature Communications.

W poszukiwaniu życia na innych planetach naukowcy skupiają się na planetach znajdujących się w tzw. ekostrefach – gdzie wydaje się, że odległość od gwiazdy pozwala na istnienie na powierzchni planety wody w stanie ciekłym. Jednak dzięki najnowszym badaniom, być może naukowcy muszą także uwzględniać jeszcze jeden czynnik – „wilgotny efekt cieplarniany”, skutkiem którego może być utrata wody w atmosferze spowodowana zwiększeniem obfitości gazów cieplarnianych w atmosferze.

Naukowcy doszli do tego wniosku zaczynając od standardowego modelu klimatu globalnego uproszczonej planety podobnej pod pewnymi względami do Ziemi (takimi jak odległość od Słońca, tempo obrotu), i bardzo od niej różnej pod innymi względami (powierzchnia całkowicie pokryta wodą, orbita idealnie kołowa, nie nachylona w stosunku do płaszczyzny orbity. Ponadto na planecie nie było mas lądów, czap polarnych ani prądów oceanicznych, a głębokość oceany wynosiła 50 metrów.  Naukowcy wprowadzili te ograniczenia, aby możliwie uprościć model planety i najlepiej wykorzystać zasoby komputerowe. Aby sprawdzić wpływ dwutlenku węgla na planetę naukowcy powoli zwiększali jego poziom w atmosferze – okazało się, że gdy obfitość osiągała 1520 cząstek na milion zaczęła wzrastać niestabilność – woda wyparowywała z oceanu do atmosfery, a temperatura powierzchni rosła do 57 stopni Celsjusza, co prowadziło do wilgotnego efektu cieplarnianego. Tym samym więcej promieniowania ultrafioletowego mogło uderzać w cząsteczki wody rozbijając je na wodór i tlen – tlen następnie ulegał rekombinacji, ale wodór uciekał w przestrzeń kosmiczną. W ciągu kilku milionów wirtualnych lat planeta utraciła całe swoje zasoby wody i stała się wyschniętym lądem.

Według zespołu badaczy model wskazuje, że takie scenariusze powinny być brane pod uwagę przy dokonywaniu wyboru co do tego, które planety należy dokładniej badać w poszukiwaniu życia. Naukowcy zauważają także, że model nie przedstawia potencjalnej przyszłości naszej własnej planety ponieważ poziomy dwutlenku węgla niezbędne do rozpoczęcia takich procesów są zdecydowanie wyższe niż te, jakie kiedykolwiek ludzkość będzie w stanie spowodować.

Więcej informacji:

Źródło: phys.org / Nature Communications

  • Mariusz

    Młoda Ziemia posiadała wysoka zawartość CO2, liczona w dziesiątkach procent. Nie spowodowało to utraty wody, więc symulacja ma charakter akademicki. Sztuka, dla sztuki.

  • No nie do końca. Zapominasz o działaniu promieniowania słonecznego i o jego wpływie na temperaturę. 500 milionów lat temu jasność Słońca była około 4-5% mniejsza. Wysoka ilość CO2 w przeszłości – załóżmy 4000 ppm oraz obecnie załóżmy 400ppm ma się ni jak do klimatu na ziemi, bo samo CO2 nie uwzględnia innych efektów jak choćby właśnie promieniowanie słoneczne. 400 milionów lat temu przy CO2 3000ppm mieliśmy już do czynienia ze… zlodowaceniem.. (późny ordowik jak dobrze pamiętam).