Το διαστρικό ταξίδι του άνθρακα έως την μπλε κουκίδα

Είμαστε φτιαγμένοι από αστρόσκονη, λέει μία φράση και ένα ζευγάρι μελετών διαπιστώνει ότι μπορεί να είναι πιο αλήθεια από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως. Η πρώτη μελέτη διαπιστώνει ότι το μεγαλύτερο μέρος του άνθρακα στη Γη πιθανότατα παραδόθηκε από το διαστρικό μέσο, ​​το υλικό που υπάρχει στο διάστημα μεταξύ των άστρων σε έναν γαλαξία. Αλλά και η δεύτερη μελέτη δείχνει το ίδιο: χάνεται μία μεγάλη ποσότητα άνθρακα η οποία περιέχεται αρχικά στον πρωτοπλανητικό δίσκο. Έτσι, υπάρχουν δύο μηχανισμοί «ρύθμισης» της ποσότητας του άνθρακα κατά τη δημιουργία των πλανητών, οι οποίοι κατέστησαν τη Γη κατοικήσιμη.

Και τελικά από πού προήλθε;

Στην πρώτη δημοσίευση οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η πλειονότητα του άνθρακα που υπάρχει στη Γη προήλθε από το διαστρικό μέσο, από την ύλη και την ακτινοβολία δηλαδή που υπάρχουν διάχυτες στον Γαλαξία. Όπως προτείνουν για την περίπτωση της Γης, η συσσώρευση του άνθρακα συνέβη μετά τον σχηματισμό του πρωτοπλανητικού δίσκου, ενός δακτυλίου σκόνης και του αερίου που περιβάλλει τους νεογέννητους πλανήτες και τους τροφοδοτεί με υλικό.

Προηγουμένως, οι ερευνητές πίστευαν ότι ο άνθρακας στη Γη προήλθε από μόρια που υπήρχαν αρχικά στο νεφελώδες αέριο, τα οποία στη συνέχεια προστέθηκαν σε έναν βραχώδη πλανήτη όταν τα αέρια ήταν αρκετά ψυχρά για να καταβυθιστούν τα μόρια. Οι ερευνητές επισημαίνουν σε αυτή τη μελέτη ότι τα μόρια αερίου που μεταφέρουν άνθρακα δεν θα ήταν διαθέσιμα για να χτίσουμε τη Γη γιατί μόλις εξατμιστεί ο άνθρακας, δεν συμπυκνώνεται ξανά σε στερεό.

Το μοντέλο συμπύκνωσης χρησιμοποιείται ευρέως εδώ και δεκαετίες. Υποθέτει ότι κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του ήλιου, όλα τα στοιχεία του πλανήτη εξατμίστηκαν και καθώς ο δίσκος ψύχθηκε, μερικά από αυτά τα αέρια συμπυκνώθηκαν και προμήθευαν χημικά συστατικά σε στερεά σώματα. Αλλά αυτό δεν λειτουργεί για τον άνθρακα.

Εξαιτίας αυτού, η Τζάκι Λι, πρώτη συγγραφέας της δημοσίευσης και η ομάδα της συνήγαγαν ότι το μεγαλύτερο μέρος του άνθρακα της Γης πιθανότατα το κληρονόμησε απευθείας από το διαστρικό μέσο, ​​αποφεύγοντας εξ ολοκλήρου την εξάτμιση. Για να καταλάβει καλύτερα πώς η Γη απέκτησε τον άνθρακα της, η Li υπολόγισε τη μέγιστη ποσότητα άνθρακα που θα μπορούσε να περιέχει η Γη. Για να το κάνει αυτό, συνέκρινε πόσο γρήγορα ένα σεισμικό κύμα ταξιδεύει μέσω του πυρήνα με τις γνωστές ταχύτητες ήχου του πυρήνα. Αυτό είπε στους ερευνητές ότι ο άνθρακας πιθανώς αποτελεί λιγότερο από το μισό τοις εκατό της μάζας της Γης. Η κατανόηση των ανώτερων ορίων του πόσο άνθρακα μπορεί να περιέχει η Γη, λέει στους ερευνητές πληροφορίες σχετικά με το πότε ο άνθρακας μπορεί να έχει παραδοθεί εδώ.

Η ιδανική ποσότητα

Όσο για τη δεύτερη δημοσίευση, οι επιστήμονες παρουσιάζουν αποτελέσματα που υποδεικνύουν ότι κατά τη διάρκεια του σχηματισμού των πλανητών χάνεται μία μεγάλη ποσότητα άνθρακα η οποία περιέχεται αρχικά στον πρωτοπλανητικό δίσκο. Η διαδικασία αυτή διαδραμάτισε καθοριστικό ρόλο στη δημιουργία της Γης ως κατοικήσιμου πλανήτη.

Ο άνθρακας ενός πλανήτη πρέπει να υπάρχει στη σωστή αναλογία για να υποστηρίξει τη ζωή όπως τον γνωρίζουμε. Υπερβολικός άνθρακας στην ατμόσφαιρα της Γης θα μοιάζει με την Αφροδίτη, παγιδεύοντας τη θερμότητα από τον ήλιο και διατηρώντας μια θερμοκρασία περίπου 880 βαθμούς Φαρενάιτ. Πολύ λίγος άνθρακας και η Γη θα μοιάζει με τον Άρη: ένα αφιλόξενο μέρος που δεν μπορεί να στηρίξει τη ζωή με βάση το νερό, με θερμοκρασίες περίπου μείον 60. Δεν θέλετε να έχετε πολύ λίγο, αλλά δεν θέλετε να έχετε πάρα πολύ άνθρακα.”

«Ο πλανήτης χρειάζεται τον άνθρακα ώστε να ρυθμίσει το κλίμα και να επιτρέψει την ύπαρξη της ζωής», σημείωσε ο Έντγουιν Μπέργκιν, ένας εκ των συγγραφέων της δημοσίευσης, συμπληρώνοντας ωστόσο ότι «πρόκειται για μια πολύ λεπτή διαδικασία: δεν πρέπει να υπάρχει υπερβολικά μικρή ποσότητα άνθρακα, αλλά ούτε πολύ μεγάλη». Όπως σημείωσε ο ίδιος, οι συγκεκριμένες έρευνες περιγράφουν δύο ξεχωριστές διαδικασίες απώλειας άνθρακα κατά τη δημιουργία των πλανητών και υποδηλώνουν ότι η απώλεια αυτή είχε καθοριστικό ρόλο στην εμφάνιση της ζωής στη Γη.