Жидкая вода считается ключевым условием для возникновения и поддержания жизни. Именно поэтому при поиске потенциально обитаемых экзопланет учёные в первую очередь обращают внимание на так называемые обитаемые зоны — области вокруг звёзд, где условия позволяют воде оставаться в жидком виде на поверхности планеты. Однако, как показывает новое исследование, одного лишь расположения в этой зоне недостаточно для того, чтобы мир мог считаться по-настоящему пригодным для жизни. Об этом пишет Universe Today.
![]()
Фото из открытых источников / Иллюстративное изображение, созданное ИИ
В новой работе, опубликованной в журнале The Planetary Science Journal, группа учёных под руководством Хаскелла Уайт-Джанелла из Вашингтонского университета рассмотрела, какое минимальное количество воды необходимо для поддержания стабильного климата и геологических процессов, обеспечивающих долгосрочную обитаемость. Статья получила название «Дисбаланс углеродного цикла на засушливых планетах земной группы с последствиями для Венеры».
Авторы отмечают, что засушливые экзопланеты земного типа встречаются довольно часто и представляют особый интерес для астробиологов. Однако, как пишут исследователи, на современной Земле объём поверхностной воды позволяет поддерживать сбалансированный геологический круговорот углерода: силикатное выветривание уравновешивает вулканическую эмиссию CO2. На планетах с дефицитом воды этот механизм может не работать, что ставит под сомнение их долгосрочную пригодность для жизни.
Роль воды в углеродном цикле
На Земле водяной пар в атмосфере взаимодействует с углекислым газом, образуя угольную кислоту (H2CO3). Несмотря на свою слабость и нестабильность, эта кислота делает дождевую воду слегка кислой, что запускает процесс выветривания силикатных пород. Растворённые минералы попадают в океаны, оседают на дне и со временем затягиваются под земную кору благодаря тектонике плит. Так углерод выводится из атмосферы, предотвращая неконтролируемый парниковый эффект. Без этого цикла, как на Венере, атмосфера быстро насыщается CO2, что приводит к экстремальному разогреву.
Исследователи построили сложные модели, чтобы понять, как функционирует углеродный цикл на планетах с разным количеством воды. В расчёт брались 18 переменных: от скорости утечки водорода из атмосферы и вулканической активности до пористости горных пород и доли суши. Моделирование показало: для поддержания стабильного климата и умеренных температур на протяжении миллиардов лет планете требуется не менее 20–50% от массы земного океана.
«Когда вы ищете жизнь в бескрайних просторах Вселенной, располагая ограниченными ресурсами, вам приходится отсеивать некоторые планеты», — отметил Уайт-Джанелла.
«Нас интересовали засушливые планеты с очень небольшим количеством поверхностных вод — гораздо меньше, чем в одном земном океане. Многие из этих планет находятся в обитаемой зоне своей звезды, но мы не были уверены, что на них вообще возможно существование жизни», — добавил он.
Последствия для поиска жизни
Результаты исследования могут быть особенно важны для таких систем, как TRAPPIST-1, где сразу четыре планеты находятся в обитаемой зоне. Однако пока неизвестно, достаточно ли на них воды для запуска устойчивого углеродного цикла. Без этого даже «правильное» расстояние до звезды не гарантирует стабильного климата.
Учёные подчёркивают: простое определение обитаемой зоны — лишь отправная точка. Для длительного существования сложных форм жизни критически важен не только температурный режим, но и наличие достаточного количества воды. Засушливые миры, даже находясь в благоприятной зоне, могут быстро терять пригодность для жизни из-за разбалансировки углеродного цикла.
«К сожалению, это делает маловероятными кандидатами на роль обитаемых планет в пределах обитаемых зон эти засушливые планеты», — сказал Уайт-Джанелла.
![]()
Фото из открытых источников / Венера с океанами — так могла бы выглядеть эта планета, если бы на её поверхности была вода. Облака и водные просторы придают ей совершенно иной облик / © GigaChat
Перспективы исследований
Венера, по мнению авторов, может служить ближайшим аналогом таких экзопланет. Возможно, на ней изначально было мало воды, что привело к нарушению углеродного цикла и превращению планеты в раскалённый ад. Будущие миссии к Венере и запуск новых космических обсерваторий позволят проверить выводы моделирования и уточнить критерии поиска жизни за пределами Земли.
«В более широком смысле можно сказать, что засушливые экзопланеты земного типа с меньшей вероятностью сохранят пригодные для жизни условия в течение длительного времени и поэтому могут быть неподходящими кандидатами для поиска биосигнатур», — заключают исследователи.
В общем, поиск жизни во Вселенной требует учесть не только температуру и расстояние до звезды, но и сложных геохимических процессов, без которых даже самые перспективные миры могут оказаться безжизненными пустынями.
