Dos estudios recientes hablan de la abundancia y condiciones para la vida de planetas con océano global profundo.
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Este verano se presentó en un congreso celebrado en Boston un estudio de Li Zeng (Harvard University) y colaboradores que mantiene que la cantidad de exoplanetas que están totalmente cubiertos por un océano profundo podría ser dos a cuatro veces superior a los planetas rocosos como la Tierra.
Como todos sabemos, los avances recientes en la capacidad de detectar exoplanetas por el método del tránsito y de velocidad radial han permitido descubrir ya unos 4000 exoplanetas, aunque no podamos ver ninguno de ellos. La gran sorpresa ha sido darse cuenta de que los planetas de nuestro Sistema Solar no son estadísticamente representativos de lo que hay ahí afuera. A diferencia de aquí, hay muchos exoplanetas que son supertierras, planetas de tipo rocoso, pero más grandes que nuestro mundo.
Distintos estudios indican que algunos de estos planetas podrían estar hechos de hasta un 50% de agua, algo muy superior al 0,02% que el agua respresenta en la Tierra.
Los exoplanetas que no son gaseosos gigantes caen en dos categorías con un hueco entre ellos: unos tienen un radio en torno a un 1,5 veces el radio terrestre en promedio y masa 5 veces superior, que llamaremos aquí de tipo I, y otros con 2,5 veces el radio de nuestro mundo y una masa 10 veces superior, que llamaremos de tipo II.
Este grupo de investigadores ha estudiado los datos de la misión Gaia y han desarrollado un modelo de la estructura interna planetaria. El modelo indica que los planetas de tipo I serían fundamentalmente rocosos como la Tierra, mientras que los de tipo II son probablemente mundos agua o water-worlds.
La temperatura superficial de esta agua cubriría, según este modelo, una gama de 200 a 500 grados centígrados, por lo que la atmósfera estaría dominada por el vapor de agua. A mayores profundidades la presión haría que el agua sufriera un cambio de fase y se transformara en hielo que cubriría las rocas que estarían por debajo.
Según estos investigadores, alrededor de un 35% de los planetas mayores que la Tierra deberían ser ricos en agua y se formarían de un modo similar a los planetas gaseosos gigantes.
Se espera que la misión TESS, recientemente lanzada, descubra este tipo de planetas en el «vecindario» del Sistema Solar y que el James Webb (si alguna vez se lanza, pues sufre nuevos retrasos) pueda caracterizar al atmósfera de algunos de ellos. Esto podría permitir confirmar o refutar este modelo.
Sobre si estos planetas puedan albergar o no vida hay un intenso debate dentro de la comunidad. Por un lado asumimos que el agua es necesario para la vida, pero, por otro lado, su posible no contacto con las rocas limitaría los elementos esenciales para la vida tal y como la conocemos. Tampoco habría ciclos de ciertos gases, como el dióxido de carbono que estabilizan el clima, ni meteorización de rocas. Todo ello asumiendo que estén en la zona de habitabilidad de su estrella.
Según un artículo reciente publicando por investigadores de las Universidades de Chicago y Pensilvania, la condiciones para que surja la vida en este tipo de planetas no son tan malas como se había imaginado.
El problema es que las estrellas van cambiando su brillo, por lo que la cantidad de radiación que reciben los planetas que la orbitan cambian en el tiempo. Para que la vida evolucione se necesitan miles de millones de años y no es fácil mantener una condiciones estables sin algún tipo de sistema termostático. En la Tierra ese papel lo juega la tectónica, la meteorización y el dióxido de carbono con su efecto invernadero. Si la temperatura sube se meteorizan más rocas y este gas se fija a las mismas. Si la temperatura baja se reduce la meteorización y siempre pueden los volcanes expulsar dióxido de carbono. Pero este mecanismo no funciona para el tipo de mundo acuático del que hablamos, en donde la columna de agua hasta suprime los posibles volcanes. Así que estos investigadores buscaron otros tipos de mecanismos que estabilizaran el clima a largo plazo.
Según las miles de simulaciones que hicieron, el océano de este tipo de planetas permitiría de todos modos en algunos casos largos periodos de tiempo en los que la habitabilidad fuera posible. «Esto aleja la idea de que se necesita un clon de la Tierra. Esto es, un planeta rocosos con océanos someros y algo de tierra», dice Edwin Kite (UChicago).
Asumiendo una estrella como nuestro Sol, encontraron que en un 10% de sus simulaciones el clima del planeta se mantiene estable durante más de mil millones de años. Estos planetas con suerte simplemente se encuentran a la distancia adecuada de su estrella cuando se forman y tienen la cantidad necesaria de dióxido de carbono. Otras distancia o cantidades de ese gas y ya no presentan esa estabilidad. Así que es posible mantener una estabilidad climática incluso con total carencia de ciclos geoquímicos.
Los investigadores creen que los resultados serán también optimistas para enanas rojas, pues el ritmo de aumento de brillo de este tipo de estrellas es más lento que para estrellas de tipo G como el Sol.
El problema es que sigue habiendo una escasez de minerales y elementos que normalmente proporciona la corteza rocosa que, en la Tierra, son disueltos en el agua.
Otro problema es la surgimiento de una civilización inteligente y técnica. El descubrimiento de la metalurgia para unos seres acuáticos sería muy complicado por muy inteligentes que sean.
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Fuentes y referencias:
Nota de prensa. [2]
Artículo original. [3]
Ilustración: NASA.