Элизабет Таскер - Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

В отсутствие механизма компенсации температурных колебаний зона умеренных температур планеты-океана сужается до размеров тонкой полосы. Если представить себе суперземлю, лишенную возможности адаптироваться к избытку или недостатку излучения звезды, как это делает Земля, океаны на ней будут сохранять жидкую форму только там, где для этого существуют идеальные условия. Таким образом, вероятность, пусть и очень небольшая, того, что планета пригодна для жизни, все-таки сохраняется. Еще один повод для сдержанного оптимизма связан с огромными размерами океана, обеспечивающими исключительно низкие темпы изменения его температуры. Если, двигаясь по вытянутой орбите, покрытый глубоким океаном мир хотя бы какое-то время находится в зоне умеренных температур, он может оставаться пригодным для жизни даже в таких условиях, в которых из-за колебаний температуры на поверхности землеподобного мира не осталось бы ничего живого.

На планете, покрытой неглубоким океаном, шансы жизни на выживание несколько выше. При небольшой глубине уровень давления будет недостаточным для формирования льдов, а значит, ничто не будет препятствовать взаимодействию воды с горными породами на океанском дне. Таким образом, на такой планете могут быть как гидротермальные выходы, так и слабо выраженный углеродный цикл. Морская вода способна превращать углекислый газ в твердые породы в рамках того же процесса, что и на суше. Проблема в том, что океанское дно не может столь же точно отражать температуру на поверхности планеты, как суша, что делает работу такого естественного термостата намного менее эффективной. Уступая в этом смысле в эффективности Земле, покрытая неглубоким океаном планета должна лучше справляться с изменениями среды, чем ее глубоководный аналог.

При всех трудностях развития жизни на покрытых неглубоким океаном планетах есть одно важное обстоятельство, которое может склонить чашу весов в их пользу. На планете земного типа поверхность — далеко не единственное место, где имеется вода. На Земле значительная ее часть в результате впитывания воды горными породами оказалась заключена в мантии. При перемещении тектонических плит происходит обмен водой между резервуарами на поверхности и в мантии. При опускании океанической коры вода попадает в мантию, а затем возвращается на поверхность через жерла вулканов. Благодаря более мощной гравитации на суперземле обмен между двумя резервуарами будет происходить под более высоким давлением, что приведет к выталкиванию в мантию большего количества жидкости. В определенный момент в результате ухода воды в недра плоское дно океана на суперземле может частично обнажиться. С появлением суши планета утратит типичные черты покрытого водой мира — на ней возобновится круговорот углерода.

Оценить эффективность процесса выталкивания воды в подземные резервуары довольно трудно. Отчасти это объясняется тем, что мы не знаем, сколько именно воды находится в земной мантии. Если примерно столько же, сколько в океанах на поверхности, то такого соотношения вполне хватит, чтобы планета массой 10 масс Земли с тектонической активностью плит не стала планетой-океаном. Такая оценка представляется вполне справедливой и даже немного осторожной. Так что исключать крупные каменистые планеты из рядов потенциально пригодных для жизни миров пока еще рано.

Было бы любопытно порассуждать о возможности развития разумной жизни на планете, которая полностью покрыта водой, но вполне жизнепригодна по другим параметрам. Без суши вряд ли приходится рассчитывать на изобретение огня и электричества, а вместе с ними — и на формирование высокотехнологичной цивилизации. Кроме того, из-за более сильной гравитации на суперземле не могли бы развиться многие формы жизни, способные летать. Земные океаны кишат всевозможными живыми существами, но ни одно из них не сравнится с людьми по критерию разумности. Случайность ли это? Или же эволюция в морской воде на самом деле не способствует развитию когнитивных способностей?

Газовые гиганты не всегда располагаются далеко за снеговой линией, как в Солнечной системе. В результате взаимодействия с газом в протопланетном диске молодые планеты-гиганты могут мигрировать по направлению к звезде. Некоторые из них останавливаются в зоне умеренных температур, что заставляет нас задаться закономерным вопросом: есть ли в этом случае у жизни хоть какой-нибудь шанс?