외계 행성의 기후 - 거주 가능한 곳에서 지옥으로 전환하는 데는 아무것도 필 요하지 않습니다

지구는 바다와 생명체로 뒤덮인 멋진 파란색과 녹색 점인 반면, 금성은 살기 어려울 뿐만 아니라 불모의 노란색을 띤 불모의 구체입니다. 그러나 두 온도의 차이는 불과 몇 도에 불과합니다. 제네바 대학(UNIGE)의 천문학자 팀은 파리와 보르도의 CNRS 연구소의 지원을 받아 행성의 기후를 변화시킬 수 있는 폭주 온실 과정 전체를 시뮬레이션함으로써 세계 최초로 달성했습니다. 목가적이고 삶에 완벽한 곳, 가혹하고 적대적인 곳이 아닌 곳으로. 과학자들은 또한 과정의 초기 단계부터 대기 구조와 구름 범위가 상당한 변화를 겪어 거의 멈출 수 없고 폭주하는 온실 효과를 역전시키기가 매우 복잡하다는 것을 입증했습니다. 지구에서는 태양의 광도가 약간 상승한 후 지구 평균 온도가 수십도만 상승해도 이러한 현상이 시작되고 지구가 거주할 수 있는 수준이 되기에 충분합니다. 이 결과는 천문학 및 천체 물리학.

온실 효과가 폭주한다는 생각은 새로운 것이 아닙니다. 이 시나리오에서 행성은 지구와 같은 온화한 상태에서 표면 온도가 1000°C 이상인 진정한 지옥으로 진화할 수 있습니다. 원인은? 천연 온실가스인 수증기. 수증기는 지구에 흡수된 태양 복사가 열 복사의 형태로 우주 공간을 향해 재방출되는 것을 방지합니다. 구조용 담요처럼 열을 가두어 줍니다. 약간의 온실 효과가 유용합니다. 이것이 없으면 지구의 평균 기온은 물이 어는점보다 낮아서 얼음으로 뒤덮인 공처럼 생명에 적대적인 것처럼 보일 것입니다.

반대로 온실 효과가 너무 크면 해양 증발이 증가하여 대기 중 수증기의 양이 증가합니다. Guillaume Chaverot는 “이 정도의 수증기량에는 임계치가 있는데, 이를 넘어선 행성은 더 이상 냉각될 수 없습니다. 거기서부터 바다가 완전히 증발하고 온도가 수백도에 도달할 때까지 모든 것이 운반됩니다.”라고 설명합니다. UNIGE 과학부 천문학과의 전 박사후 연구원이자 연구의 주요 저자입니다.

세계 초연

“지금까지 기후학의 다른 주요 연구는 폭주 이전의 온대 상태나 폭주 이후 거주 가능한 상태에만 초점을 맞춰왔습니다.”라고 파리와 보르도의 CNRS 연구소 연구원이자 이 논문의 공동 저자인 Martin Turbet은 밝혔습니다. 공부하다. “한 팀이 3D 지구 기후 모델로 전환 자체를 연구하고 그 과정에서 기후와 대기가 어떻게 진화하는지 확인한 것은 이번이 처음입니다.”

연구의 핵심 포인트 중 하나는 매우 독특한 구름 패턴의 출현, 폭주 효과 증가 및 프로세스를 되돌릴 수 없게 만드는 것을 설명합니다. “전환이 시작될 때부터 우리는 높은 대기에서 매우 밀도가 높은 구름이 형성되는 것을 관찰할 수 있습니다. 실제로 후자는 더 이상 지구 대기의 온도 역전 특성을 나타내지 않으며 두 개의 주요 층인 대류권과 성층권을 분리합니다. 대기의 구조가 크게 바뀌었습니다.”라고 Guillaume Chaverot는 지적합니다.

다른 곳에서 생명을 찾는 데 심각한 결과가 발생함

이 발견은 다른 행성, 특히 태양이 아닌 다른 별을 공전하는 외계 행성의 기후 연구에 중요한 특징입니다. “다른 행성의 기후를 연구함으로써 우리의 가장 강력한 동기 중 하나는 생명체가 존재할 수 있는 가능성을 결정하는 것입니다”라고 UNIGE 우주 센터(LUC)의 조교수이자 이사이자 공동 저자인 Émeline Bolmont는 말합니다. 공부하다.

LUC는 지구 생명체의 기원, 태양계 안팎, 외계 행성계 내 생명체 탐구에 관한 최첨단 학제간 연구 프로젝트를 이끌고 있습니다. “이전 연구 이후 우리는 이미 수증기 한계점의 존재를 의심했지만 이 구름 패턴의 출현은 정말 놀랍습니다!” Émeline Bolmont를 공개합니다. “우리는 또한 이 구름 패턴이 외계 행성 대기를 관찰할 때 감지할 수 있는 특정 서명 또는 ‘지문’을 생성할 수 있는 방법을 동시에 연구했습니다. 다가오는 세대의 장비는 이를 감지할 수 있어야 합니다.”라고 Martin Turbet이 밝혔습니다. 팀은 또한 거기서 멈추지 않을 것이며 Guillaume Chaverot는 “Institut de Planétologie et d’Asphysique de Grenoble”(IPAG)에서 이 연구를 계속하기 위한 연구 보조금을 받았습니다. 연구 프로젝트의 이 새로운 단계는 지구의 특정 사례에 초점을 맞출 것입니다.

깨지기 쉬운 평형 상태에 있는 행성 지구

새로운 기후 모델을 사용하여 과학자들은 태양 복사량이 아주 조금만 증가하여 지구 온도가 수십도만 상승하더라도 돌이킬 수 없는 폭주 과정이 촉발되기에 충분할 것이라고 계산했습니다. 지구를 만들고 우리 행성을 금성처럼 살기 힘든 곳으로 만드세요. 현재 기후 목표 중 하나는 온실 가스로 인한 지구 온난화를 2050년까지 단 1.5도로 제한하는 것입니다. Guillaume Chaverot의 연구 보조금 문제 중 하나는 온실 가스가 약간의 증가로 폭주 과정을 촉발할 수 있는지 확인하는 것입니다. 태양의 광도가 그럴 수도 있습니다. 그렇다면 다음 질문은 임계 온도가 두 공정 모두에서 동일한지 확인하는 것입니다.

따라서 지구는 이러한 묵시적인 시나리오에서 그리 멀지 않습니다. “이 폭주 과정이 지구에서 시작된다고 가정하면, 바다 표면이 10미터만 증발하면 지상 대기압이 1bar 증가하게 됩니다. 단 몇 백 년 안에 우리는 지상 온도에 도달할 것입니다. 나중에는 표면 기압이 273바, 온도가 1,500°C 이상에 도달해 모든 바다가 완전히 증발하게 될 것입니다.”라고 Guillaume Chaverot는 결론지었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231218130016.htm