La coquille de glace ne condamne pas du tout le corps céleste à l'inhabitabilité.
Des scientifiques de l'Université de Toronto (Canada), à l'aide de simulations, ont découvert que les planètes complètement recouvertes de glace, aujourd'hui considérées comme impropres à la vie, devraient en fait avoir des régions qui maintiennent des températures estivales positives. Pour ce faire, ils n'ont besoin que d'une atmosphère, d'une densité proche de celle de la Terre, et d'une quantité modérée d'eau liquide. Le texte de l'article correspondant se trouve sur le serveur de pré-impression de l'Université Cornell.
Pour le moment, on pense que pour une habitabilité durable, la planète doit avoir un cycle du carbone fonctionnel. C'est le nom du cycle du carbone dans la nature, lorsque le dioxyde de carbone de l'atmosphère forme des carbonates en raison de l'interaction chimique avec les roches. Ces derniers, en raison de la tectonique des plaques, s'enfoncent dans le manteau, d'où ils sont finalement soulevés par les écoulements du manteau, ce qui fait que, lors des éruptions volcaniques, le dioxyde de carbone se réintroduit périodiquement dans l'atmosphère.
Si un maillon de cette chaîne est endommagé, il n'y aura pas de climat stable et acceptable pour la vie complexe sur la planète près de la naine jaune. Par exemple, sur Vénus, le mécanisme d'élimination du dioxyde de carbone de l'atmosphère "s'est cassé" et, par conséquent, il fait trop chaud là-bas. Sur Mars, il existe un mécanisme pour rentrer le même gaz dans l'atmosphère, et il fait donc trop froid là-bas.
Le problème avec un tel système est qu'il est vraiment sujet à des «pannes» et qu'il ne peut pas sortir de ces «pannes» par lui-même. Par exemple, si la température sur Terre est maintenant sensiblement inférieure à -100 degrés Celsius (en théorie, dans certains cas, cela est possible), presque tout le dioxyde de carbone tombera simplement sous forme de neige, ce qui mettra fin au cycle du carbone. Et il ne sera pas possible d'élever à nouveau la température, car sans ce gaz à effet de serre clé, la planète ne se réchauffera plus jamais. Pour cette raison, de nombreuses exoplanètes, qui, selon les calculs, se trouvent dans la zone habitable, peuvent en fait se révéler être des planètes boule de neige. Ils recevront du luminaire autant d'énergie que la Terre, mais la glace solide reflétera sa partie principale dans l'espace, et la planète restera un désert enneigé sans vie.
Les auteurs du nouveau travail, à l'aide d'un modèle spécialisé, ont calculé quel serait l'effet de la glaciation générale de la Terre (lorsque la planète entière est recouverte de glace) pour un climat à long terme. Ils ont constaté que, contrairement aux idées précédentes, en fait, même sur une planète autrefois glacée, une couverture de glace continue dans la région équatoriale peut se briser.
Un certain nombre de facteurs peuvent aider. Par exemple, les courants océaniques chauds peuvent localement surchauffer la calotte glaciaire, même si la planète dans son ensemble reste assez froide. Les hautes montagnes escarpées de la région équatoriale peuvent créer des plaques rocheuses où les rayons du soleil sont activement absorbés par les pierres sombres et, par conséquent, la couverture de glace ne peut pas y être fixée.
De plus, il s'est avéré que même avec une ouverture très limitée de la calotte glaciaire dans cette zone, un véritable cycle du carbone va commencer à fonctionner. Sur une planète boule de neige dans un lieu de chauffage local, la glace sèche (dioxyde de carbone solide) subira une sublimation et commencera à réagir avec les roches. En conséquence, des carbonates se forment et, lorsque la tectonique des plaques fonctionne, ils commencent à descendre dans le manteau, puis à monter vers le haut, avec des courants ascendants du manteau.
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De plus, la modélisation a montré que les températures estivales à l'équateur d'une planète boule de neige, qui sont proches de la Terre en paramètres, dépasseront de manière stable 10 degrés Celsius. En conséquence, une végétation saisonnière y deviendra possible.
Fait intéressant, les auteurs proposent des indicateurs à distance fiables qui distingueront une telle planète boule de neige d'une planète terrestre ordinaire. Les atmosphères de boules de neige auront un rapport accru de dioxyde de carbone à la vapeur d'eau. Le fait est que l'évaporation de l'eau est très faible sur les «boules de neige», car les mers et les océans sont recouverts de glace - il n'y a nulle part où l'eau s'évapore. Mais le dioxyde de carbone, au contraire, n'a nulle part où aller, car les roches ne pourront le lier que dans les zones équatoriales, où des oasis chaudes peuvent exister. Par conséquent, les spectres de ces planètes contiendront plus des traces habituelles de dioxyde de carbone et moins de vapeur d'eau.
Un tel ensemble d'indicateurs permettra bientôt de déterminer dans la pratique si les hypothèses des auteurs sur l'habitabilité des planètes boule de neige sont correctes. Le nouveau télescope spatial James Webb, que les États-Unis prévoient de lancer dans l'espace dans les années 2020, sera suffisamment sensible pour analyser la composition de l'atmosphère des exoplanètes terrestres proches.