‘Meeste bewoonbare exo-aardes woestijnplaneten’

Share Button

Woestijnplaneten, die veel weg hebben van de planeet Arrakis in de science fiction klassieker Duin, of Tatouine uit de Star Wars-cyclus, zijn waarschijnlijk het meest voorkomende type bewoonbare planeet in de Melkweg, aldus onderzoekers. Ook was Venus volgens hun onderzoek slechts één miljard jaar geleden nog een bewoonbare woestijnplaneet. En loopt het voor de aarde minder akelig af dan tot nu toe vermoed.

Zonder water geen leven
Water is absoluut noodzakelijk voor leven. De zoektocht naar leven elders in het universum heeft zich grotendeels geconcentreerd op waterrijke oceaanwerelden met heel veel vloeibaar water op hun oppervlak. Je kan dan denken aan grotendeels met een oceaan overdekte planeten, zoals de aarde, of nog nooit aangetroffen planeten met een honderden kilometers dikke laag water. Een soort ontdooide versie van Jupiters ijsmanen Ganymedes en Europa, zeg maar.

Om bewoonbaar te zijn moeten planeten zich in een “Goudlokjeszone” bevinden, genoemd naar de hoofdpersoon in een sprookje die haar pap niet te heet of te koud wilde. Te ver van de zon verandert een planeet in een ijsbal, zoals de manen van Jupiter. Te dicht bij de zon verandert een planeet in een verschroeiende hel zoals Venus of de door de zon geblakerde Mercurius. Te dicht bij de zon verdampt er zoveel water dat er een zeer sterk broeikaseffect ontstaat. De waterdamp valt door de zonnestraling uiteen in waterstof en zuurstof. Waterstof is te licht om vastgehouden te worden door de planeet, de zuurstof reageert met de koolstof in de korst tot kooldioxide of wordt opgeslokt door het ijzer, silicium en aluminium in de korst.

Woestijnplaneet Arrakis blijkt vaker voor te komen dan voor mogelijk werd gehouden
De onderzoekers werden geïnspireerd door Dune, het door science fiction schrijver Frank Herberts bedachte epos. Hierin terroriseren honderden meters lange zandwormen een woestijn zo groot als een planeet en produceren de in Herberts fictionele universum zeer gewilde specie, een goedje dat telepathische vermogens opwekt en het leven verlengt. Planetoloog Kevin Zahnle noemt Arrakis een buitengewoon goed uitgewerkt voorbeeld van een woestijnplaneet. Op Arrakis, in feite een warmere en grotere versie van Mars,  zijn alleen de polen leefbaar met misschien hier en daar een kleine oase.

Heeft de eerste ontdekte bewoonbare exoplaneet meer weg van Arrakis dan van de aarde?

Heeft de eerste ontdekte bewoonbare exoplaneet meer weg van Arrakis dan van de aarde?

De bewoonbare zone in ons zonnestelsel, vergeleken met die van het rode-dwergsterretje Gliese 581 is op de afbeelding rechts te vinden.

Volgens de onderzoekers zorgt de schaarste van water op een woestijnplaneet, dat deze minder kieskeurig is wat betreft de afstand tot de ster dan een waterrijk lustoord. Een landplaneet heeft bijvoorbeeld minder water dat kan bevriezen tot ijs of sneeuw, die zonlicht terugkaatst. Inderdaad is dit een berucht effect van grote ijsmassa’s en de reden dat ijstijden zo lang duren.  Volgens de onderzoekers absorbeert de bodem van de planeet meer zonnehitte en maakt dit ook koudere regionen dan anders nog leefbaar. Het gebrek aan waterdamp betekent ook dat dit krachtige broeikasgas ontbreekt en dus in theorie minder hitte vast houdt. Dit sluit volgens de onderzoekers uit dat zich een broeikaseffect ontwikkelt. Ook betekent minder waterdamp ook minder water dat door UV-straling in waterstof en zuurstof gesplitst kan worden.

In hun model gingen Yutaka Abe van de Universiteit van Tokyo met Zahnle en hun collega’s aan het rekenen met een aantal simpele driedimensionele klimaatmodellen voor aardachtige planeten. Voor hun simulaties van landplaneten lieten ze de aardse daglengte, luchtdruk en kooldioxidegehaltes onveranderd, maar verwijderden oceanen en plantengroei. Alleen grondwater diep onder de grond bleef behouden. Een verrassende uitkomst: de bewoonbare zone voor een landplaneet is maar liefst drie keer groter dan die voor een oceaanplaneet. Hun conclusie: de eerste bewoonbare exo-aarde die we vinden zou wel eens meer weg kunnen hebben van een bovenmaatse woestijn dan van de Stille Oceaan.

Hoewel er op een woestijnplaneet onvoldoende te eten is voor zandwormen, kloppen veel van Herberts voorspellingen over woestijnplaneten wel aardig.

Hoewel er op een woestijnplaneet onvoldoende te eten is voor zandwormen, kloppen veel van Herberts voorspellingen over woestijnplaneten wel aardig.

Woestijnplaneet blijft in veel groter gebied leefbaar
Ze ontdekten ook dat een waterplaneet in een ijsbal verandert als de hoeveelheid zonlicht onder de 72% tot 90% van dat van de aarde vermindert (afhankelijk van de stand van de draaias). Landplaneten bleken veel beter bestand tegen bevriezing. Pas als de hoeveelheid zonlicht daalde onder de 58% tot 77%, bevroor de woestijnwereld. Dit effect rekte de bewoonbare zone enorm uit. Als een woestijn-aarde zich op de plek van Mars had bevonden, met 44% van de aardse hoeveelheid zonnestraling, was de planeet met een wat sterker broeikaseffect dan hier, nog bewoonbaar geweest.

Woestijnplaneten blijken, wat minder verrassend wellicht, ook beter bestand tegen veel zon dan waterplaneten. Als de hoeveelheid zonlicht met 35% toeneemt is een waterplaneet  zoals de aarde reddeloos verloren. Daarentegen kan de hoeveelheid zonlicht toenemen tot 170% van de aardse waarde, voor er geen plaats meer is waar vloeibaar water kan bestaan.

Zahnle denkt echter dat deze woestijnplaneten toch op de nodige punten verschillen van Arrakis. Zo zouden de poolstreken op een woestijnplaneet aanmerkelijk leefbaarder zijn dan op Arrakis – kleine stroompjes, meertjes en dergelijke zouden veel voorkomen. De planeten zijn te ontdekken door te letten op hun vrije-zuurstofgehalte. Water komt op veel plaatsen in het universum voor, dus is minder geschikt om leven te vinden, stelt Zahnle. Hij denkt daarom dat er eerder bewoonbare woestijnplaneten worden gevonden dan waterwerelden. De woestijnplaneten kunnen dichter bij de centrale ster staan, waardoor ze die eerder laten schommelen of voor de ster langs bewegen en zo sneller worden ontdekt.

Wordt de aarde een woestijnwereld?
Volgens onderzoekers zal ook de aarde zelf in een woestijnwereld veranderen. Elke miljard jaar wordt de zon negen procent helderder. De zonnestraling zal uiteindelijk het vloeibare water op de planeet splitsen in waterstof en zuurstof. De onderzoekers hebben echter een opwekkend bericht. De aarde blijft veel langer bewoonbaar dan gedacht. Waarschijnlijk zal de aarde aan het rampzalige broeikaseffect kunnen ontsnappen dat Venus in een hel veranderde. ‘Slechts’ een derde van de oceanen zal wegkoken voordat de zon in een rode reus verandert.

Was Venus ooit bewoonbaar?
Volgens de berekeningen van de wetenschappers is het antwoord hierop ja. Ze gingen er hierbij van uit dat Venus ooit over oceanen  beschikte – waar het extreem hoge gehalte aan deuterium in het zwavelzuur in de atmosfeer van Venus inderdaad op wijst. Volgens de onderzoekers ging Venus door een periode waarin de planeet droog was, maar bewoonbaar.Venus kon zelfs tot een miljard jaar geleden een leefbare woestijnplaneet zijn geweest met vochtige polen en een geblakerde evenaar. Zijn we net een miljard jaar te laat geëvolueerd om Venus te koloniseren?

Bron:
Astrobiology Magazine

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

6 reacties

  1. Alfa schreef:

    In de nederlandse vertaling is de titel ” Duin”, en ik heb alle boeken van die serie verslonden toen ze uitkwamen. Werkelijk fantastisch om te lezen. Helaas ben ik ze kwijt, vier echtscheidingen, maar dat hoort erbij, pech gehad.

  2. IBN schreef:

    Oei. Grote kans dus op woestijnculturen :)

    Sand People ARRRGHHHHRRRHRGRHRHR

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger