L’acqua liquida sui pianeti rocciosi potrebbe essere cento volte più probabile

È facile pensare alla Terra come a un mondo acquatico, con i suoi vasti oceani e splendidi laghi, ma rispetto a molti mondi, la Terra è particolarmente bagnata. Anche le lune ghiacciate di Giove e Saturno hanno molta più acqua liquida della Terra. La Terra è insolita non perché abbia acqua liquida, ma perché ha acqua liquida nella zona calda e abitabile del Sole. Come nuovo studio in Comunicazioni sulla natura Mostra che la Terra potrebbe essere molto più strana di quanto pensassimo.

L’acqua è una delle molecole più comuni nell’universo. L’idrogeno è l’elemento più abbondante nell’universo e l’ossigeno viene prontamente prodotto come parte del ciclo di fusione stellare CNO. Quindi ci aspetteremmo che i pianeti ricchi di acqua siano abbondanti nei sistemi stellari. Ma questo non significa che l’acqua liquida sarà abbondante. Nel nostro sistema solare ci sono due tipi di mondi con acqua liquida. Satelliti giganti della Terra e del gas.

Come altri pianeti terrestri caldi come Venere e Marte, la Terra aveva acqua liquida nella sua giovinezza. Marte era troppo giovane per trattenere l’acqua. Gran parte di esso è evaporato nello spazio, mentre alcuni si sono congelati nella sua crosta superficiale. Venere era abbastanza grande da contenere l’acqua, ma il suo intenso calore ne fece bollire gran parte nella sua densa atmosfera. Non siamo ancora del tutto sicuri di come la Terra riesca a mantenere i suoi oceani, ma è probabile che sia una combinazione di un forte campo magnetico e l’aiuto extra dell’acqua di asteroidi e comete durante un periodo di pesanti bombardamenti.

Le lune ghiacciate di Giove e Saturno sono un’altra storia. Era abbastanza lontano dal Sole da trattenere l’acqua della sua formazione. Formarono rapidamente uno spesso strato di ghiaccio per impedire all’acqua di evaporare nello spazio. Ma queste lune sono piccoli mondi e si sarebbero congelate molto rapidamente se non fosse stato per le forze di marea esercitate dai loro giganti gassosi.

Poiché è probabile che i pianeti gassosi freddi abbiano lune ghiacciate, il generale pensava che avremmo avuto molte più probabilità di trovare la vita su un mondo simile a Europa che su un mondo simile alla Terra. Ma questo nuovo studio richiede una differenza. Sostiene che è più probabile che l’acqua liquida esista sulle super-Terre.

Le super-Terre coprono un intervallo di massa da un paio di masse terrestri a quella di Nettuno. Alla fine ci sono probabilmente mondi gassosi con atmosfere dense. All’estremità piccola, saranno probabilmente più simili alla Terra. Sulla base degli esopianeti che abbiamo trovato finora, le super-Terre sono di gran lunga le più comuni. È probabile che la maggior parte di loro si trovi al di fuori della zona abitabile delle loro stelle nelle regioni più fredde del sistema stellare. Quindi è probabile che sia ricco di acqua. Ma è anche improbabile che si trovi in ​​orbita attorno a un gigante gassoso, quindi si presume generalmente che la calotta glaciale si congelerà principalmente nel tempo.

Il motivo ha a che fare con i diversi punti di congelamento e fusione del ghiaccio. Il tipo di ghiaccio sulla Terra si scioglie a circa 0°C. Ma questo è vero solo per la pressione atmosferica terrestre. Ad alta pressione, esistono diversi tipi di ghiaccio con diversi punti di fusione. Anche se è un po’ complicato, a pressioni più elevate il ghiaccio può avere un punto di fusione molto più alto. Quindi, anche se la super-Terra è geologicamente attiva, potrebbe non essere abbastanza calda da sciogliere il ghiaccio.

Questo nuovo studio mostra che le super-Terre non devono essere abbastanza calde per formare un oceano profondo. Attraverso il riscaldamento geotermico e nucleare, un sottile strato d’acqua sulla sua superficie può sciogliersi e, grazie a crepe e varie transizioni di fase dell’acqua, l’acqua può infiltrarsi nello strato appena sotto la superficie ghiacciata. Questo processo sarebbe sufficiente per creare un ricco strato di acqua liquida per gli oceani. Poiché il calore della gigantesca Terra dura miliardi di anni, può mantenere un oceano liquido abbastanza a lungo da consentire l’evoluzione della vita.

Sulla base di ciò che sappiamo sugli esopianeti, gli oceani delle super-Terre potrebbero essere fino a 100 volte più comuni di quelli dei mondi simili alla Terra o delle lune ghiacciate. Ciò significa che la vita ha più case possibili di quanto pensassimo.

riferimento: Ojha, Lujendra, et al. “Acqua liquida sulla fredda Terra esterna a causa dello scioglimento sottostante delle calotte glaciali.” Comunicazioni sulla natura 13.1 (2022): 7521.