Il modo in cui un pianeta si inclina sul suo asse di rotazione rispetto al suo piano orbitale attorno a una stella – ciò che conosciamo come “inclinazione assiale” – potrebbe essere la chiave per l’emergere della vita complessa.
Secondo un nuovo studio, una modesta inclinazione assiale, come quella della Terra, aiuta ad aumentare la produzione di ossigeno, che è vitale per la vita come la conosciamo – e i pianeti con inclinazioni assiali troppo piccole o troppo grandi potrebbero non essere in grado di produrre abbastanza ossigeno per la vita complessa prosperare.
“La linea di fondo è che i mondi che si appoggiano modestamente sui loro assi possono avere maggiori probabilità di sviluppare vite complesse”, La scienziata planetaria Stephanie Olson ha detto: dalla Purdue University. “Questo ci aiuta a restringere la ricerca di una vita complessa, forse anche intelligente nell’universo”.
È possibile che la vita appaia al di fuori dei parametri che conosciamo qui sulla Terra, ovviamente, ma questo punto blu pallido è l’unico mondo che conosciamo con certezza che ospita la vita. Pertanto, è opportuno progettare le ricerche di conseguenza.
Quando cerchiamo mondi abitabili altrove nella galassia, le prime cose che cerchiamo sono: sono relativamente piccoli e rocciosi, come la Terra? E orbita intorno alla stella a una distanza chiamata zona abitabile, la regione di Riccioli d’oro non troppo calda, non troppo fredda, poiché le temperature consentono l’esistenza di acqua liquida in superficie?
Queste domande sono buone, ma è probabile che i fattori che contribuiscono all’emergere della vita siano più complessi.
Si ritiene che la presenza di un campo magnetico, ad esempio, sia molto importante, in quanto protegge l’atmosfera dei pianeti dai venti stellari. Anche l’eccentricità dell’orbita del pianeta e il tipo di altri pianeti nel sistema possono essere fondamentali.
Olson e il suo team sono stati un po’ più precisi, osservando la presenza e la produzione di ossigeno; In particolare, le condizioni sul pianeta che possono influenzare la quantità di ossigeno prodotta dalla vita fotosintetica.
La maggior parte (anche se non tutti) gli organismi sulla Terra richiedono ossigeno per se stessi respirazione – Non possiamo vivere senza di essa. Tuttavia, la Terra primitiva era povera di ossigeno. La nostra atmosfera è diventata ricca di ossigeno solo da 2,4 a 2 miliardi di anni fa, un periodo noto come Il grande evento di ossidazione. È stato innescato da un boom in cianobatteri, che inietta enormi quantità di ossigeno come prodotto di scarto metabolico, consentendo l’emergere della vita multicellulare.
Utilizzando la modellazione, Olson e il suo team hanno cercato di capire come possono sorgere le condizioni in cui i cianobatteri possono prosperare.
“Il modello ci consente di cambiare cose come la lunghezza del giorno, la quantità di atmosfera o la distribuzione della terra per vedere come rispondono gli ambienti marini e la vita che produce ossigeno negli oceani”, Olson ha spiegato.
Il loro modello ha mostrato che diversi fattori potrebbero influenzare il trasporto di nutrienti negli oceani in modo tale da contribuire all’emergere di organismi produttori di ossigeno come i cianobatteri.
Nel tempo, la rotazione della Terra è rallentata, i suoi giorni si sono allungati, i continenti si sono formati e migrati. I ricercatori hanno scoperto che ciascuno di questi cambiamenti potrebbe aiutare ad aumentare il contenuto di ossigeno.
Quindi hanno preso in considerazione l’inclinazione assiale. L’asse della Terra non è perfettamente perpendicolare al suo piano orbitale attorno al Sole; È inclinato di un angolo di 23,5 gradi rispetto alla verticale: pensa a una sfera da scrivania.
Questa inclinazione è il motivo per cui ci sono le stagioni: l’inclinazione da o verso il sole influenza le fluttuazioni stagionali. Anche i cambiamenti stagionali della temperatura influiscono sugli oceani, causando correnti di mescolamento e convezione, e Disponibilità di nutrienti.
Quindi forse non sorprende che l’inclinazione assiale abbia avuto un impatto significativo sulla produzione di ossigeno nello studio del team.
“Aumentare la tendenza ad aumentare la produzione di ossigeno fotosintetico nell’oceano nel nostro modello, in parte aumentando l’efficienza con cui i componenti biologici vengono riciclati”, La scienziata planetaria Megan Barnett ha spiegato dall’Università di Chicago.
“L’effetto era simile al raddoppio della quantità di nutrienti che sostengono la vita”.
Ma c’è un limite. Urano, per esempio, è inclinato di 98 gradi rispetto alla verticale. Questa tendenza estrema si tradurrà in una stagionalità che potrebbe essere troppo grave per la vita. Anche una piccola tendenza potrebbe non produrre abbastanza stagionalità per incoraggiare il giusto livello di disponibilità di nutrienti. Ciò indica che potrebbe esserci anche un’area moderata di inclinazione assiale, né troppo grave né troppo piccola.
È un altro parametro che possiamo usare per restringere la gamma di pianeti in altre parti della galassia che potrebbero ospitare la vita come la conosciamo.
“Questo lavoro rivela come fattori chiave, inclusa la stagionalità di un pianeta, possono aumentare o diminuire la possibilità di trovare ossigeno derivato dalla vita al di fuori del nostro sistema solare”, Il biogeochimico Timothy Lyons ha detto: dell’Università della California Riverside.
“Questi risultati aiuteranno sicuramente a guidare la nostra ricerca di quella vita”.
La ricerca è stata inviata in Conferenza di geochimica di Goldschmidt 2021.
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