A galáxia está repleta de planetas potencialmente habitáveis, e os telescópios da próxima geração estão se preparando para escanear as atmosferas desses mundos alienígenas, procurando pistas de condições favoráveis à vida. Mas em uma reviravolta, uma equipe de cientistas usou simulações de computador para descobrir o que poderia matar alguns desses planetas promissores, e os resultados mostram que nem todo o sopro da vida será um sucesso infalível.
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Cientistas na Alemanha começaram com um modelo de um mundo parecido com a Terra, inteiramente coberto por oceanos. A equipe então usou modelos climáticos globais para ver o que acontece quando a quantidade de dióxido de carbono no ar aumenta.
As simulações mostraram que, em um certo ponto, o clima do planeta se torna instável e muda para um estado chamado estufa úmida, com temperaturas acima de 134 graus Fahrenheit.
Como um humano desidratado em um banho de vapor, uma das conseqüências desse estado de sudorese é a perda de água. Para começar, o calor desencadeia mudanças nas camadas atmosféricas que permitem que o vapor d'água se misture mais alto. Isso significa que mais luz ultravioleta do sol pode atingir as moléculas de água, quebrando-as em hidrogênio e oxigênio. Os átomos de oxigênio se recombinam, enquanto o hidrogênio escapa para o espaço.
"Nesse ponto, você estará em um estado em que começa a perder água rapidamente", diz o líder do estudo Max Popp, do Instituto Max Planck de Meteorologia.
Depois de vários milhões de anos, toda a água do planeta se evaporaria, informou a equipe nesta semana na Nature Communications . Se o mundo da água começasse com uma atmosfera como a da Terra - principalmente nitrogênio com uma porção menor de oxigênio e gases traços - o resultado final seria um mundo seco com uma atmosfera predominantemente nitrogenada.
O estudo sugere que encontrar água - ou mesmo oxigênio - na atmosfera de um planeta longínquo não significa necessariamente que seja hospitaleiro para a vida. Por exemplo, um planeta em estado de estufa húmido pode gerar muito oxigénio à medida que o vapor de água se rompe, não por causa de qualquer ser vivo que produza o gás, diz James Kasting, professor de ciência planetária da Universidade Estadual da Pensilvânia que revisou o artigo. para publicação.
O modelo também mostrou que o CO2 é um gás de efeito estufa realmente eficiente, mais do que muitos cientistas supunham, diz Popp. Quando um planeta entra em um estado úmido de estufa, é difícil voltar atrás. Mesmo cortar a concentração de CO2 pela metade não esfria muito o planeta uma vez que as condições de vapor tomaram conta.
O motivo é as nuvens. Os cientistas pensaram que o vapor de água reteria o calor mais eficientemente que o CO2, mas as nuvens alteram esta situação e permitem que o CO2 seja o melhor caçador de calor.
Enquanto isso tudo parece terrível em uma era de aumento dos níveis de CO2 na Terra, Popp enfatiza que essas simulações não se aplicam ao nosso planeta. A temperatura média global inicial usada para este estudo foi 10, 8 graus Fahrenheit mais quente do que a Terra hoje. Para chegar a essa temperatura, você teria que empurrar a concentração de dióxido de carbono aproximadamente quatro vezes maior do que é agora, talvez mais.
As simulações também não foram feitas com um planeta verdadeiramente realista. O modelo idealizado assume que este planeta está em uma órbita perfeitamente circular, que está na mesma distância que a Terra está do Sol e que gira na mesma taxa, mas não está inclinado em seu eixo. Os pesquisadores presumiram que não havia correntes oceânicas, nem continentes e nem calotas de gelo, e seu oceano global tem apenas 40 metros de profundidade.
Isso se deve em parte ao poder de computação exigido, mas também para que a equipe possa ver mais claramente a dinâmica e os feedbacks envolvidos. Eles incluíram os efeitos das nuvens e a pressão do vapor de água no ar, e eles trataram a água como um dos principais constituintes da atmosfera, algo que estudos anteriores deixaram de fora, diz Kasting.
O trabalho oferece algumas dicas sobre o planeta irmão da Terra, Venus, que começou com aproximadamente as mesmas matérias-primas, mas perdeu sua água logo no início. Uma diferença fundamental, porém, é que o início de Vênus era provavelmente ainda mais quente do que seu mundo virtual inicial. "Vênus tinha 35 ou 40% mais de radiação solar do que a Terra faz agora", diz Popp. O planeta pode ter sido uma estufa úmida, mas não por muito tempo, diz ele, e pode muito bem nunca ter tido oceanos.
Kasting concorda, acrescentando que ao longo da última década o consenso se estabeleceu em torno da teoria de que Vênus ainda estava coberto por uma superfície em grande parte derretida quando o planeta começou a perder sua água.
Uma coisa que esse estudo faz, diz Kasting, é ajudar a definir a borda interna da zona habitável, a região em torno de uma estrela onde um planeta deveria ser capaz de alojar água líquida em sua superfície. Simulações como essa ajudam a definir o quão grande um papel da composição atmosférica pode desempenhar e mostrar quais são as possibilidades.
"Você vai diretamente para a estufa fugitiva ou acaba em uma estufa úmida?" ele diz. Imagens diretas de exoplanetas - algo que ainda está no futuro para os mundos do tamanho da Terra - podem um dia ajudar a responder a essa pergunta com dados concretos sobre as qualidades fumegantes de um planeta real.
