A medida que aumenta el número de exoplanetas descubiertos, también aumenta la necesidad de determinar cuál de estos mundos distantes tiene las condiciones ideales para sustentar la vida tal como la conocemos. Según un nuevo estudio publicado en The Planetary Science Journal, el ciclo del silicato de carbono, responsable de mantener estable el clima de la Tierra durante miles de años, puede ser uno de los criterios clave para indicar la habitabilidad de los exoplanetas.
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En la Tierra, el ciclo del silicato de carbono se produce en dos fases, lo que garantiza que los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera terrestre permanezcan relativamente estables a lo largo del tiempo. Inicialmente, el dióxido de carbono se elimina del aire por reacción con el vapor de agua, liberando ácido carbónico, que a su vez disuelve la roca de silicato. El resultado de esta erosión se lleva al fondo del océano y la formación de rocas carbonatadas, que se hunden cada vez más profundamente hasta convertirse en parte del manto terrestre.
Entonces comienza la segunda etapa. Cuando estas rocas carbonatadas alcanzan el manto, se derriten y dan lugar a magma silicato y dióxido de carbono, que se liberan a la atmósfera a partir de erupciones volcánicas. Según el científico Dennis Höning, miembro del Origins Center y coautor del estudio, este proceso también se ve afectado por cambios en las superficies. «Si la superficie se calienta, las reacciones de intemperismo se aceleran y se puede eliminar más dióxido de carbono de la atmósfera», agregó Hunning.
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El dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero, por lo que afecta la estabilidad de la temperatura, pero según Honing, este proceso tarda cientos de miles de años o incluso millones de años en materializarse. Otro factor planteado por la investigación es que a medida que los planetas envejecen, comienzan a recibir más energía de sus estrellas anfitrionas. Por lo tanto, la meteorización en los mundos antiguos se vuelve más severa a medida que los niveles de dióxido de carbono comienzan a disminuir a un ritmo creciente.
Dado que este es un proceso químico simple, el ciclo de silicato de carbono ocurre naturalmente en otros planetas rocosos como la Tierra. Para el estudio, Höning y su equipo buscaron determinar si tal ciclo sería posible en otros mundos similares al nuestro y también en rocas más grandes conocidas como superearths. Consideraron la evolución interna, la desgasificación volcánica, la meteorización y la subducción. Además, los investigadores evaluaron cómo el tamaño y la masa de los exoplanetas podrían interferir con la dinámica.
Los resultados indicaron que un aumento de masa conduciría, hasta cierto punto, a temperaturas medias más altas en la superficie del planeta. Por lo tanto, la zona habitable, donde se puede encontrar agua en estado líquido, estaría a una distancia mucho mayor de su estrella anfitriona. En los exoplanetas, la edad de la Tierra, que es aproximadamente tres veces más masiva, la tasa de erupción volcánica también será mayor.
Ya en planetas con una masa hasta el doble de la de la Tierra, la presión será tal que la actividad volcánica y, por lo tanto, la liberación de dióxido de carbono, será menor. «Sin embargo, debido a que el calor del interior no se pierde de manera eficiente, la liberación de dióxido de carbono se vuelve particularmente eficiente en el desarrollo posterior», agregó Höning.
Los nuevos hallazgos aún necesitan datos de observaciones directas, que los investigadores esperan obtener utilizando nuevos instrumentos de observación, como el telescopio espacial James Webb, que se lanzará en noviembre de este año. Habitabilidad en un mundo de variados tamaños y masas de exoplanetas, así como el papel esencial del ciclo del silicato de carbono en ellos.
La investigación fue publicada en The Planetary Science Journal.
Fuente: Phys.org
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