地質学的記録から、地球は数億年前に地球規模の氷河期に直面しなければならなかったことがわかっています。科学界では、火山は当時、大気中に蓄積された大量の火山ガス (CO2 を含む) を放出できたと広く考えられています。これらのガスの温室効果により、地球の表面が効率的に暖められ、ある時点で完全な氷河から逃れることができました。
地球以外にも、太陽系外惑星、つまり太陽以外の恒星を周回する惑星が現在何千も発見されています。数年前から、地球と同じ大きさで表面温度も地球と同じような惑星が初めて発見され始めています。幸いなことに、まもなく登場するジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡のおかげで、数年以内に、これらの潜在的に居住可能な惑星の大気を調査できるようになるはずです。
一方、世界中の研究者は、地球のように惑星が居住可能である理由について推測しています。そして彼らは、私たちが知っているように、地球が生命にとって完璧な場所であると信じる多くの理由があることを発見しました.太陽風から私たちを守る磁場があります。それは、その傾斜を安定させ、長期的に気候を調整する月を持っています.陸地と海の両方が存在するのに適切な量の水が地表にある.
私たちは、地球と惑星科学の手紙で、地球のもう 1 つの特異性、つまり完全な氷河期から逃れる能力について調査しました。これは、地球が居住可能であり続けるための重要なポイントでした。ひいては、温帯地球サイズの太陽系外惑星が氷河期から脱出する能力は、その居住可能性に関連しています。
このアイデアをテストするために、あらゆる星の周りを周回する地球型惑星の表面と大気をシミュレートできる高度な 3 次元数値気候モデルを使用しました。このモデルは、流体力学、微視物理学、および放射伝達の方程式を解きます。さまざまな温室効果ガスや雲が気候に与える影響を考慮しています。このモデルを使用して、氷で完全に覆われた太陽系外惑星の数値実験を設計し、大気中に火山ガス (主に CO2) を追加することで氷河から逃れることができるかどうかを調べることができました。
この研究の結果は、太陽からわずか 15% 離れた軌道を公転する惑星 (地球と比較して) が、現在、地球規模の氷河に永久に閉じ込められている可能性があることを示しています。このような凍った惑星では、極の表面温度が非常に低く、火山から放出された CO2 が凝縮してそこに閉じ込められる可能性があります。それは、ドライアイスとして広く知られている CO2 氷でできた恒久的な極氷冠を形成します。これは、今日火星で観測されている季節的な CO2 氷冠と性質が似ています。
この状況は、少なくとも地球と同じ量の水を保持している惑星ではさらに深刻になる可能性があります。これらの惑星では、二酸化炭素が水の氷の下に永久に閉じ込められる可能性があり、その結果、惑星は終わりのない氷河期に陥る可能性があることを示しています。実際、これは CO2 氷が水の氷よりも密度が高いことの直接的な結果です。
最終的に、私たちの研究は、地球が私たちが知っているように、生命にとってまさに適切な場所にあるという別の証拠を示しています.
この作品は、Laboratoire de Météorologie Dynamique で Martin Turbet が進行中の研究の一部です。
