Однако новая теория геохимика Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Мэтью Джексона утверждает, что основной состав планеты также может играть решающую роль в определении тектонических и климатических режимов планеты и, следовательно, ее обитаемости. В статье, опубликованной сегодня в журнале Nature Geoscience, Джексон, доцент кафедры наук о Земле UCSB, и Марк Еллинек из Университета Британской Колумбии обсуждают свои исследования.Согласно Джексону, тектоника плит — это проявление попытки Земли остыть.
Холодные пластины погружаются в Землю и поглощают тепло, в то время как вулканы выделяют тепло там, где пластины расходятся и формируются. «Произойдет ли тектоника плит на самом деле, зависит от того, слишком ли горяча или слишком холодна Земля», — сказал он. «Если слишком жарко, тектонические плиты схватываются, а если слишком холодно, они замерзают».Еще десять лет назад, как отметил Джексон, ученые основывали состав Земли на модели, связанной с древними каменными метеоритами, называемыми хондритами, которые считались строительными блоками планеты.
Затем исследования, анализирующие соотношение двух изотопов неодима — 142Nd и 144Nd — продемонстрировали, что состав Земли может отличаться от состава хондритов — и достаточно отличаться, чтобы отправить ученых обратно к чертежной доске.В 2013 году Джексон и Еллинек опубликовали новую композиционную модель Земли, в которой большая часть мантии была истощена, чтобы сформировать континентальную кору. Модель также предполагает 30-процентное снижение содержания урана, тория и калия на планете.
Распад этих естественных элементов генерирует почти все радиоактивное тепло планеты.В новой статье эта пересмотренная модель идет дальше, исследуя геодинамику Земли. «Мы утверждаем, что если бы на планете было столько урана, тория и калия, сколько было в старой модели, тектоника плит была бы невозможна», — пояснил Джексон. «Если это так, вы можете получить планету, которая имеет только одну большую пластину и может превратиться в экстремальную оранжерею, такую ??как Венера.
Новая композиционная модель дает Земле собственное золотое место, где ее внутреннее пространство не слишком жарко и не слишком холод — место, которое позволяет нашему нынешнему режиму тектоники плит работать ».Джексон добавил, что тепловая и тектоническая истории Земли тесно взаимосвязаны, и в этой последней статье исследуется, что произойдет, если производство тепла снизится на треть, как предполагает новая композиционная модель.
Если уран, торий и калий определяют возможность возникновения тектоники плит, как предполагают Джексон и Еллинек, астрономы, ищущие обитаемые планеты, могут иметь еще один параметр, который следует учитывать. Поскольку космический телескоп НАСА Кеплер уже обнаружил более 1000 планет, небольшая часть которых находится в обитаемой зоне вокруг своих звезд, важно понимать, как дополнительные переменные, включая состав планеты, могут сузить область потенциально возможных обитаемые внесолнечные миры.«Наша гипотеза предполагает, что среди скалистых экзопланет есть еще один циферблат, который важно повернуть при рассмотрении того, является ли планета обитаемой или нет: ее основной состав», — сказал Джексон. "Объемный состав определяет содержание в нем урана, тория и калия, которое определяет его внутреннее радиогенное нагревание и в конечном итоге определяет, может ли произойти тектоника плит, а также количество вулканизма и выброс CO2 с планеты, который может произойти. являются переменными, которые определяют, может ли планета поддерживать пригодный для жизни климат ».