- современная геологическая теория о движении литосферы. Согласно этой теории, земная кора состоит из относительно целостных блоков - плит, которые находятся в постоянном движении друг относительно друга. При этом в зонах расширения (срединно-океанических хребтах и континентальных рифтах) в результате спрединга (англ. seafloor spreading - растекание морского дна) образуется новая океаническая кора, а старая поглощается в зонах субдукции. Теория объясняет землетрясения, вулканическую деятельность и горообразование, большая часть которых приурочена к границам плит.
Источник:
Википедия
Движение тектонических плит-платформ, которые на нашей собственной планете создают величайшие хребты и вершины (такие горы, как, например, Гималаи) и постепенно перемещают даже целые континенты, считается важным фактором, благоприятствующим возникновению и дальнейшей эволюции жизни. Дрейф континентов способствует уменьшению температуры (т.е. смягчению климата) и переработке материалов, которые будут поддерживать жизнь. Однако "суперземли" - то есть планеты с массой, на порядок превышающей массу нашей Земли, - могут иметь принципиально иную "геологию".
Впрочем, Диана Валенсия (Diana Valencia) вместе с группой ученых из американского Гарвардского университета (Harvard University, Кембридж, штат Массачусетс), считает, что тектонические платформы и их дрейф - это практически неизбежная вещь для любой сколько-нибудь крупной планеты (публикация в Astrophysical Journal Letters, саму статью - "Inevitability of Plate Tectonics on Super-Earths" ("Неизбежность тектоники плит на суперземлях") можно найти также и на сайте электронных препринтов arXiv.org). Причем чем планета крупнее, тем дольше будет длиться период ее тектонической активности. Ведь увеличение размера планеты однозначно сказывается на количестве теплоты, исходящей от радиоактивного планетного ядра и поступающей в вязкую мантию. Твердая тонкая и ломкая внешняя оболочка легко раскалывается и сдвигается под напором бушующих под ней сил, образует горы-складки, разломы и т.д.
Логика Валенсии основывается на вполне очевидной тенденции, доступной для наблюдения в нашей Солнечной системе: так, Марс, Меркурий и скалистые луны явно не проявляют большой тектонической активности. Венера - вторая по величине скалистая планета в Солнечной системе, - возможно, обладала тектонической активностью в не таком уж далеком прошлом (в отличие от Марса, период "бурной молодости" которого продлился весьма непродолжительное время (по космическим масштабам)). Самая крупная из планет с твердой поверхностью - Земля - одновременно является и самой активной в геологическом смысле. "Это не может быть простым совпадением", - уверяет Валенсия.
C Валенсией категорически не согласен Крейг О'Нейл (Craig O'Neill), планетолог из австралийского Университета имени Лэчлена Маккуори (Macquarie University, Сидней). Он считает нашу Землю редкой аномалией, на которую не стоит обращать особого внимания при выявлении тенденций среди крупных скалистых планет.
О'Нейл и его группа пришли к полностью противоположному заключению. Их модель, о которой рассказывается в статье, опубликованной в Geophysical Research Letters, позволяет сделать вывод, что на достаточно крупной планете увеличение силы тяжести приведет лишь к дополнительному сжатию горных пород коры, и это не позволит подземным силам расколоть внешнюю оболочку на отдельные платформы.
Типичная крупная планета, по мнению О'Нейла, должна напоминать Венеру с ее адской атмосферой и "вышедшим из-под контроля" необратимым парниковым эффектом. Другой вариант подобной планеты - это холодное и мертвое тело вроде земной Луны. Впрочем, пока такая планета еще активно питаема внутренней теплотой ее ядра, она все-таки способна на вулканическую активность - т.е. порождаемые в глубинах и вырывающиеся наружу газы будет удаляться посредством мощных вулканов - как на спутнике Юпитера Ио. Все эти процессы не обязательно должны исключать наличие жизни, но они, во всяком случае, отнюдь не благоприятствуют ее появлению.
Впрочем, другие ученые считают, что обе эти теории пока преждевременны. Современная наука еще не смогла справиться со всеми тонкостями тектонических процессов даже на Земле, что уж тут говорить о других планетах... Подобную точку зрения высказал Дэйв Стивенсон (Dave Stevenson), планетолог из американского Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology - Caltech) в Пасадене. "Обе статьи носят несколько спекулятивный характер. Пройдет, вероятно, еще немало времени, прежде чем можно будет говорить о наблюдательном подтверждении содержащихся в них выводов", - считает Стивенсон. Представленные модели, например, пренебрегают критически важным влиянием гидросферы, которая размягчает тектонические платформы и делает их более скользкими. Они также основаны на слишком уж произвольных допущениях - введены, например, довольно сомнительные параметры, характеризующие вязкость мантии или силы, которые действуют на планетную кору, - а ведь разброс этих значений в настоящее время составляет несколько порядков.
Валенсия перспективы проверки своей теории в обозримом будущем оценивает более оптимистично. По ее мнению, с помощью спектрометров таких аппаратов, как "Кеплер" (Kepler), TPF (Terrestrial Planet Finder) NASA и "Дарвин" (Darwin) ESA, можно узнать некоторые атмосферные характеристики "суперземель", которые могли бы помочь в идентификации тектонических процессов на этих объектах.
Источники:
Do super-Earths have geology suited to life? Debate erupts over whether alien planets have active plate tectonics - Nature
Inevitability of Plate Tectonics on Super-Earths - arXiv.org - astro-ph
Для обнаружения экзопланет используется сразу несколько способов. Первоначально по вариациям в излучении пульсара удалось зафиксировать присутствие планет размером с Землю, затем с помощью доплеровской спектроскопии и наземных телескопов ученые научились измерять небольшие "смещения" в спектре звезды, вызванные воздействием гравитации вращающейся вокруг нее планеты-гиганта. Третий путь открылся вместе с точными астрометрическими наблюдениями, принцип во многом схож с доплеровской спектроскопией, однако ведется уже поиск периодических "колебания" в позиции родительской звезды на небесной сфере. Сравнительно недавно в ход пошел четвертый вариант, набирающий популярность не только среди астрономов-профессионалов, но и среди любителей: фотометрические измерения прохождений искомых планет по диску близкой звезды. А позже наряду с методом гравитационного микролинзирования открылась и еще одна возможность - непосредственным образом улавливать свет (инфракрасное излучение) от инозвездной планеты (можно хотя бы обнаружить специфическую "примесь" в спектре самой звезды), правда, это пока касается поистине гигантских планет, масса которых сближает их с коричневыми карликами, да и в качестве родительских звезд в основном фигурируют экзотические "малыши", в свете которых планеты уже не затеряются.
Транзитные "мини-затмения" позволяют получить записи кривых интенсивности звездного излучения и таким образом восстановить информацию не только о массе, но и о размерах затмевающего тела (и даже о его форме). А зная массу и диаметр планеты, можно оценить ее среднюю плотность и таким образом высказывать обоснованные предположения об ее общем составе. Однако для того, чтобы перевести плотность в конкретный состав, необходимо запастись точными моделями внутрипланетной структуры и ее эволюции. Ситуация осложняется тем, что в настоящее время информации о поведении материи в условиях высокого давления явно недостает (а давление внутри гигантских планет более чем в миллион раз превосходит атмосферное давление на Земле). Из девяти "транзитных" планет, известных до апреля 2006 года (HD 209458, OGLE-TR-56, OGLE-TR-113, OGLE-TR-132, OGLE-TR-111, OGLE-TR-10, TrES-1, HD 149026, HD 189733), только у самой "маломассивной" получалось более-менее удовлетворительно оценить общий состав и строение: внутри нее выделяли массивное ядро из тяжелых элементов (приблизительно в 70 раз превышающее массу Земли) и оболочку из водорода и гелия (40 земных масс). Из оставшихся восьми планет шесть считались состоящими главным образом из водорода и гелия, наподобие Юпитера и Сатурна (с невыявленными параметрами ядра), ну а две крупнейшие вообще не поддавались описанию посредством простых моделей...
| А также : | Наука Общество |