O.S.E.L. - Kdy se ve vesmíru objevily na planetách první kontinenty?
 Kdy se ve vesmíru objevily na planetách první kontinenty?
Desková tektonika je podle všeho závislá na obsahu radioaktivních izotopů v nitru planety, jejichž rozpad ohřívá zemský plášť. Na základě toho lze odhadnout, že první exokontinenty mohly na terestrických planetách hvězd tenkého disku galaxie vzniknout o 2 miliardy let dříve než na Zemi a v případě hvězd tlustého disku dokonce o 4-5 miliard před pozemskými kontinenty.

Desková tektonika nepřestává dráždit astrobiology. Kredit: University of Rochester illustration / Michael Osadciw.
Desková tektonika nepřestává dráždit astrobiology. Kredit: University of Rochester illustration / Michael Osadciw.

Na jakých planetách se může vyskytovat život, řekněme pozemského typu? Tahle otázka je až překvapivě komplikovaná. Známe totiž jen jedinou planetu se životem, naši Zemi a to značně podřezává naši představivost. I když se planetární vědci snaží krotit, navzdory jejich sebekázni nezřídka dospějí k závěru, že planeta vhodná k životu musí vypadat co nejvíc jako… Země.

 

Jane Greavesová. Kredit: Cardiff University.
Jane Greavesová.
Kredit: Cardiff University.

Přitom se již dříve ukázalo, jak zaslepení dokážeme ve výzkumu planet být. Dokud jsme znali jedině Sluneční soustavu, vysnili jsme si vcelku jasnou představu, jak by měly vypadat planety a planetární systémy. Když se začaly hrnout objevy roztodivných exoplanet, ukázalo se, že naše dřívější představy můžeme tak maximálně zmačkat a vyhodit do koše.

 

Podobnou zaslepeností by mohla být i představa, že pro dlouhodobou přítomnost života na planetě je v podstatě nezbytná tektonika s pohyby kontinentů. Přijde nám, že jde o velmi užitečný mechanismus, například pro stabilizaci teploty planety nebo koloběh uhlíku, a nedovedeme si moc představit, jak by planeta se životem mohla fungovat bez něj.

 

Tlustý a tenký disk spirální galaxie. Kredit: Gaba p, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.
Tlustý a tenký disk spirální galaxie. Kredit: Gaba p, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.

Ať je to opodstatněné nebo nikoliv, kontinenty jako takové představují pozoruhodný planetární fenomén. Tektonické desky plují jako nezměrné lodě na astenosféře, nejsvrchnější vrstvě zemského pláště, jako na oceánu, který je rozžhavený na asi 1 400 °C. Tekutost tohoto podzemního „oceánu“ udržuje horko, které sálá ze zemského jádra. A jádro je horké kvůli radioaktivním prvkům, u nichž je možné zhruba odhadnout, kdy se objevily ve vesmíru. Nebylo to totiž hned, musely je „upéct“ hvězdy.

 

Těchto souvislostí využila Jane Greavesová z britské Cardiff University, která zkoumala, kdy se ve vesmíru mohly objevit první exokontinenty. Její motivací bylo zúžit hledání po planetách vhodných pro život, ovšem s výše zmíněným rizikem, že nejspíš máme omezené představy o tom, na jakých planetách může vzkvétat život.

 

Podle toho, co víme, obsahují jádra terestrických planet radioaktivní prvky jako je uran-238, thorium-232 nebo draslík-40. Jejich atomy se postupně rozpadají a vytvářejí tím teplo. Celá planeta funguje jako gigantický radioizotopový generátor tepla. Zároveň víme, prakticky jistě, že se takové prvky nemohly objevit hned při Velkém třesku. Musely vzniknout až později, v nitru neutronových hvězd a v žáru supernov. Do nitra planet se tyto radioaktivní prvky dostanou z původního molekulárního mračna při vzniku planetárního systému.

 

Galaktický disk Mléčné dráhy a mnoha dalších podobných galaxií se skládá z tlustého disku (thick disc) a tenkého disku (thin disc). Tenký disk obsahuje velkou většinu hvězd, včetně našeho Slunce, a jeho hvězdy jsou obecně mladší a mají vyšší metalicitu než hvězdy tlustého disku.

 

Greavesová odhaduje, že první exokontinenty se u terestrických planet hvězd tenkého disku mohly objevit v době, kdy byl vesmír starý asi 7,5 miliard let, tj. o 2 miliardy let dříve, než se kontinenty objevily na Zemi. Přitom na Zemi k tomu došlo asi před 3 miliardami let, tedy v době, kdy bylo vesmíru 9,5 miliard let. U hvězd tlustého disku se exokontinenty mohly objevit ještě dříve, asi 4-5 miliard let před pozemskými kontinenty, čili ve vesmíru starém asi 4,5 až 5,5 miliard let.

 

##seznam_reklama##

Co z toho plyne? Podle Greavesové jsou pro hledání obyvatelných planet s kontinenty nadějné systémy hvězd s nižší metalicitou, tedy mimo jiné u hvězd tlustého disku. U jejich planet by měly kontinenty vznikat rychleji a život by tam měl spoustu času, aby „vymyslel“ pokročilé formy. Vědci se rovněž mohou zaměřit na pátrání po izotopech thoria a draslíku u hvězd, což by nás mohlo navést na planety s kontinenty. Výzkum obyvatelných planet je stále jen na začátku, tak s chutí do toho.

 

Video: Jane Greaves, Astrobiologist - BH Lunchtime Scientist - life elsewhere in the universe

 

Literatura

Universe Today 18. 9. 2023.

Research Notes of the American Astronomical Society 7: 195.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:21.09.2023