Diversidad de fracciones terrestres en planetas similares a la Tierra e implicaciones para su habitabilidad

Ilustración gráfica del planeta tierra, mezcla terrestre/continente similar a la tierra y planeta oceánico. Crédito: Europlanet 2024 RI/T. recibido

Se cree que una relación océano-tierra equilibrada es esencial para una biosfera similar a la Tierra y se puede conjeturar que los planetas con placas tectónicas deberían tener propiedades geológicas similares.

Después de todo, el volumen de la corteza continental evoluciona hacia un equilibrio entre producción y erosión. Si los estados térmicos interiores de los exoplanetas del tamaño de la Tierra son similares a los de la Tierra, uno esperaría que ocurriera un equilibrio similar entre la producción continental y la erosión y, por lo tanto, una fracción similar de tierra.

Demostraremos que esta conjetura probablemente no sea cierta. Una retroalimentación positiva asociada con el ciclo acoplado del agua del manto y la corteza continental puede conducir a una variedad de tres posibles planetas, dependiendo de su historia antigua: un planeta terrestre, un planeta oceánico y un planeta equilibrado similar a la Tierra. Además, la cobertura térmica del interior por parte de los continentes aumenta la sensibilidad del crecimiento continental a su historia y, posiblemente, a las condiciones iniciales. Sin embargo, una gran parte del efecto de cobertura se ve compensado por el agotamiento del manto en elementos radiactivos.

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Un modelo del ciclo de carbonato-silicato a largo plazo muestra que la Tierra y el planeta oceánico difieren en unos 5 K en la temperatura superficial media. Una fracción más grande de la superficie terrestre da como resultado tasas de meteorización más altas y una mayor desgasificación, compensándose parcialmente entre sí. Sin embargo, se prevé que el planeta Tierra tenga un clima notablemente más seco, más frío y más duro, posiblemente con extensos desiertos fríos, en comparación con el planeta océano y la Tierra actual.

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Usando un modelo del equilibrio entre la disponibilidad de agua y los nutrientes de la meteorización de la corteza continental, encontramos que la bioproductividad y la biomasa del planeta terrestre y oceánico se reducen entre un tercio y la mitad de las de la Tierra. La biosfera de estos planetas podría no ser lo suficientemente grande para producir un suministro de oxígeno libre.

Dennis Honing, Tilman Spohn

Materias: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2211.09473 [astro-ph.EP] (o arXiv:2211.09473v1 [astro-ph.EP] para este lanzamiento)
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De: Dennis Honing
[v1] jue 17 de noviembre de 2022 11:32:42 a. m. UTC (10 515 KB)
https://arxiv.org/abs/2211.09473

Astrobiología

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