Slunce, obyvatelná zóna a vývoj Země

Mám pro vás dvě zprávy o naší Zemi – jednu dobrou a jednu špatnou. Kterou chcete slyšet dřív? Tak dobře – napřed tu špatnou. Se vzrůstajícím výkonem Slunce stoupne teplota na Zemi natolik, že se postupně zcela vypaří i voda v oceánech. A ta dobrá zpráva spočívá v tom, že k tomu nedojde dříve než asi za miliardu roků.

Toto jsou závěry nové studie týkající se tzv. obyvatelné zóny (zóny života) – což je prostor v okolí hvězd, kde na povrchu přítomných planet (pokud zde existují) může existovat voda v kapalném stavu. Není zde příliš horko (zde voda existuje pouze v podobě vodní páry), ani příliš zima (voda by se mohla vyskytovat pouze v pevném skupenství).

Je to jako v pohádce – teplota na povrchu planety nesmí být ani příliš vysoká, ani příliš nízká, zkrátka musí být tak akorát, aby zde dlouhodobě panovaly podmínky pro život, jak jej známe na Zemi.

Jeremy Leconte (Pierre Simon Laplace Institute, Paříž) studoval dobře známé astrofyzikální vlastnosti hvězd včetně Slunce, jako je jejich věk, postupné zvyšování jasnosti apod. V provedených simulacích týkajících se Země nakonec docházelo na naší planetě v důsledku rostoucí svítivosti Slunce k prudkému zvýšení skleníkového efektu.

Vodní pára je významným skleníkovým plynem. To znamená, že v určitém okamžiku zvyšující se množství vodní páry v ovzduší v důsledku vypařování z oceánů zapříčiní zvýšení teploty povrchu Země – což zase na oplátku způsobí zvýšené vypařování mořské vody, což následně vede ke zvýšení teploty na Zemi atd.

Přibližně za jednu miliardu roků se na povrchu Země nebude nacházet ani „kapka“ vody – kapalná voda zmizí, kompletně unikne z vysušeného povrchu – to je jeden ze závěrů provedených počítačových simulací.

Osudový časový okamžik, kdy Země zcela přijde o zásoby vody v oceánech, nastane na základě nových modelů „o několik stovek miliónů roků později“, než se doposud předpokládalo, uvádí se v tiskové zprávě France's National Centre for Scientific Research (CNRS).

Nejnovější metody počítačového modelování včetně 3D simulací berou v úvahu nejen vliv zvyšujícího se množství tepla vyzařovaného Sluncem, ale i roční období a hydrologické cykly vody. Dosavadní modely měly tendenci simulovat Zemi jako jednoduchý a neměnný klimatický systém. Tyto modely obyčejně umísťovaly okamžik, kdy „nastartuje“ zvýšené vypařování vody, do období nejdříve za 150 miliónů roků, což je však z geologického hlediska velice krátká doba, skoro by se dalo říci „okamžik“.

Článek publikovaný ve vědeckém časopise Nature v závěru uvádí, že obyvatelná zóna v okolí Slunce může být poněkud větší, než se dnes předpokládá.

Tato drahocenná oblast obklopující naši hvězdu – Slunce – začíná ve vzdálenosti 0,95 AU. To platí pro současný průměr a svítivost Slunce. Vnitřní hranice obyvatelné zóny se bude postupně od Slunce vzdalovat. 1 AU (astronomická jednotka) odpovídá vzdálenosti 149,6 miliónu kilometrů. Je to přibližně průměrná vzdálenost Země od Slunce. Dráha naší planety kolem Slunce je mírně eliptická –vzdálenost Země od Slunce kolísá během roku mezi 147,1 až 152,1 miliónu km.

Pro srovnání: planeta Venuše – pro její velikost označovaná někdy jako sestra Země – krouží kolem Slunce ve vzdálenosti 0,75 AU (což je velmi blízko, mimo vnitřní hranici obyvatelné zóny kolem Slunce). Avšak není vyloučeno, že v dávné minulosti (v době, kdy zářivý výkon Slunce byl poněkud nižší) existoval na jejím povrchu oceán kapalné vody. Někteří astronomové to předpokládají. V současné době obklopuje horkou a vyprahlou planetu absolutně suchá a sterilní atmosféra, která je navíc velmi hustá, složená převážně z oxidu uhličitého. Venuše i Země prodělaly zcela odlišný historický vývoj (viz kresba v úvodu článku).

Získané poznatky mohou být uplatněny například pro pochopení podmínek na povrchu exoplanet, tj. planet mimo Sluneční soustavu, které obíhají kolem jiných hvězd než Slunce. Jejich objevování postupuje rychlým tempem, dnes je katalogizováno 1054 exoplanet nejrůznějších velikostí, hmotností a dalších parametrů.

Zdroj: http://phys.org/news/2013-12-goldilocks-clue-habitable-planets.html

autor: František Martinek