संभावित रूप से रहने योग्य अतिरिक्त-सौर ग्रहों की तलाश करते समय, वैज्ञानिकों को इस तथ्य से कुछ हद तक प्रतिबंधित किया जाता है कि हम केवल एक ग्रह के बारे में जानते हैं जहां जीवन मौजूद है (यानी पृथ्वी)। इस कारण से, वैज्ञानिक उन ग्रहों की तलाश करते हैं जो स्थलीय (यानी चट्टानी) हैं, अपने तारे के रहने योग्य क्षेत्रों के भीतर कक्षा, और वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड जैसे जैव-संकेत के संकेत दिखाते हैं - जो कि जीवन के लिए आवश्यक है जैसा कि आप जानते हैं।
यह गैस, जो पृथ्वी पर यहाँ ज्वालामुखी गतिविधि का मुख्य रूप से परिणाम है, ग्रीनहाउस प्रभाव के माध्यम से सतह की गर्मी और प्राकृतिक प्रक्रियाओं के माध्यम से उपसतह और वायुमंडल के बीच चक्र को बढ़ाती है। इस कारण से, वैज्ञानिकों ने लंबे समय से माना है कि आदत के लिए प्लेट टेक्टोनिक्स आवश्यक हैं। हालांकि, पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी की एक टीम के एक नए अध्ययन के अनुसार, यह मामला नहीं हो सकता है।
"कार्बन साइकलिंग एंड हैबिटिबिलिटी ऑफ अर्थ-साइज्ड स्टैग्नेंट लिड प्लैनेट्स" नामक इस अध्ययन को हाल ही में वैज्ञानिक पत्रिका में प्रकाशित किया गया था। खगोल। अध्ययन का आयोजन पेनसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी में भू-विज्ञान विभाग के दो सहायक प्रोफेसरों ब्रैडफोर्ड जे। फोली और एंड्रयू जे स्माइ द्वारा किया गया था।
पृथ्वी पर, ज्वालामुखी प्लेट टेक्टोनिक्स का परिणाम है और जहां दो प्लेट टकराते हैं, वहां होता है। यह सबडक्शन का कारण बनता है, जहां एक प्लेट को दूसरे के नीचे धकेल दिया जाता है और उपसतह में गहरा कर दिया जाता है। यह सबडक्शन घने मेंटल को बुर्ज मैगमा में बदल देता है, जो क्रस्ट के माध्यम से पृथ्वी की सतह तक पहुंचता है और ज्वालामुखी बनाता है। यह प्रक्रिया कार्बन को मेंटल में धकेलकर कार्बन साइक्लिंग में भी मदद कर सकती है।
माना जाता है कि प्लेट टेक्टोनिक्स और ज्वालामुखी पृथ्वी पर जीवन के उद्भव के लिए केंद्रीय रहे हैं, क्योंकि यह सुनिश्चित करता है कि हमारे ग्रह की सतह पर तरल पानी बनाए रखने के लिए पर्याप्त गर्मी थी। इस सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए, प्रोफेसरों फोले और स्माइ ने यह निर्धारित करने के लिए मॉडल बनाए कि पृथ्वी जैसा दिखने वाला ग्रह प्लेट टेक्टोनिक्स की उपस्थिति के बिना कैसा रहेगा।
इन मॉडलों ने थर्मल विकास, क्रस्टल उत्पादन और सीओ को ध्यान में रखा2 चट्टानी, पृथ्वी के आकार के स्थिर ढक्कन ग्रहों की आदत को बाधित करने के लिए साइकिल चलाना। ये ऐसे ग्रह हैं जहां क्रस्ट में एकल, विशाल गोलाकार प्लेट होती है, जो अलग-अलग टुकड़ों के बजाय मेंटल पर तैरती है। इस तरह के ग्रहों को प्लेट टेक्टोनिक्स का अनुभव करने वाले ग्रहों की तुलना में कहीं अधिक सामान्य माना जाता है, क्योंकि पृथ्वी से परे किसी भी ग्रह में अभी तक टेक्टोनिक प्लेटों की पुष्टि नहीं हुई है। प्रो। फोली ने पेन स्टेट न्यूज़ प्रेस विज्ञप्ति में बताया:
“ज्वालामुखी वायुमंडल में गैसों को छोड़ता है, और फिर अपक्षय के माध्यम से, कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल से खींचा जाता है और सतह की चट्टानों और तलछट में अनुक्रमित किया जाता है। उन दो प्रक्रियाओं को संतुलित करने से वातावरण में एक निश्चित स्तर पर कार्बन डाइऑक्साइड रहता है, जो वास्तव में इस बात के लिए महत्वपूर्ण है कि क्या जलवायु समशीतोष्ण है या जीवन के लिए उपयुक्त है। ”
अनिवार्य रूप से, उनके मॉडलों ने इस बात पर ध्यान दिया कि ग्रह के बनने पर उष्मा और ऊष्मा पैदा करने वाले तत्वों की मात्रा के आधार पर एक स्थिर ढक्कन ग्रह की जलवायु कितनी गर्मी बनाए रख सकती है। पृथ्वी पर, इन तत्वों में यूरेनियम शामिल होता है जो थोरियम और गर्मी पैदा करता है जब यह घटता है, जो तब पोटेशियम और गर्मी पैदा करता है।
सैकड़ों सिमुलेशन चलाने के बाद, जो ग्रह के आकार और रासायनिक संरचना को अलग-अलग करते हैं, उन्होंने पाया कि स्थिर ढक्कन वाले ग्रह पर्याप्त गर्म तापमान बनाए रखने में सक्षम होंगे जो कि तरल पानी उनके सतहों पर अरबों वर्षों तक मौजूद रह सकता है। चरम मामलों में, वे 4 अरब वर्षों तक जीवन-सहायक तापमान बनाए रख सकते हैं, जो कि पृथ्वी की आयु है।
जैसा कि स्माइ ने संकेत दिया, यह इस तथ्य के कारण है कि ज्वालामुखी गतिविधि के लिए प्लेट टेक्टोनिक्स हमेशा आवश्यक नहीं होते हैं:
"आपके पास स्थिर ढक्कन वाले ग्रहों पर अभी भी ज्वालामुखी है, लेकिन यह प्लेट टेक्टोनिक्स वाले ग्रहों की तुलना में बहुत कम रहता था क्योंकि इसमें बहुत अधिक साइकिल नहीं है। ज्वालामुखियों के परिणामस्वरूप लावा प्रवाह का उत्तराधिकार होता है, जो समय के साथ केक की परतों की तरह दफन हो जाते हैं। चट्टानें और तलछट उतनी ही अधिक गरम होती हैं जितना कि उन्हें दफनाया जाता है। ”
शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि प्लेट टेक्टोनिक्स के बिना, स्थिर ढक्कन वाले ग्रहों में अभी भी पर्याप्त गर्मी और दबाव पड़ सकता है, जहां कार्बन डाइऑक्साइड गैस चट्टानों से बच सकती है और सतह पर अपना रास्ता बना सकती है। पृथ्वी पर, स्माइ ने कहा, एक ही प्रक्रिया पानी के साथ सबडक्शन गलती क्षेत्रों में होती है। यह प्रक्रिया ग्रह में मौजूद गर्मी पैदा करने वाले तत्वों की मात्रा के आधार पर बढ़ती है। जैसा कि फोली ने समझाया:
"एक प्यारी जगह है जहाँ एक ग्रह पर्याप्त कार्बन डाइऑक्साइड को मुक्त करने के लिए ग्रह को ठंड से बचाए रखता है, लेकिन इतना नहीं कि अपक्षय कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल से बाहर नहीं निकाल सकता है और जलवायु को कम कर सकता है।"
शोधकर्ताओं के मॉडल के अनुसार, जीवन को बनाए रखने की ग्रह की क्षमता के लिए गर्मी पैदा करने वाले तत्वों की उपस्थिति और मात्रा कहीं बेहतर संकेतक थे। अपने सिमुलेशन के आधार पर, उन्होंने पाया कि किसी ग्रह की प्रारंभिक रचना या आकार यह निर्धारित करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है कि वह रहने योग्य बनेगा या नहीं। या जैसा कि वे इसे डालते हैं, किसी ग्रह की संभावित आदत जन्म के समय निर्धारित होती है।
यह दिखाते हुए कि स्थिर ढक्कन वाले ग्रह अभी भी जीवन का समर्थन कर सकते हैं, इस अध्ययन में वैज्ञानिकों द्वारा संभावित रूप से रहने योग्य होने की सीमा को व्यापक रूप से विस्तारित करने की क्षमता है। जब 2021 में जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) की तैनाती की जाती है, तो बायोसाइन्सेर्स की उपस्थिति निर्धारित करने के लिए स्थिर ढक्कन ग्रहों के वायुमंडल की जांच करना (जैसे सीओ2) एक प्रमुख वैज्ञानिक उद्देश्य होगा।
यह जानते हुए कि इनमें से अधिक दुनिया जीवन को बनाए रख सकती है निश्चित रूप से उन लोगों के लिए अच्छी खबर है जो उम्मीद कर रहे हैं कि हम अपने जीवन काल में अतिरिक्त-स्थलीय जीवन का प्रमाण पाते हैं।
