Pode haver mais planetas habitáveis ​​no universo do que pensávamos anteriormente, de acordo com geocientistas da Penn State, que sugerem que as placas tectônicas - há muito presumidas como um requisito para condições adequadas de vida - são de fato desnecessárias.

Ao procurar por planetas habitáveis ​​ou vida em outros planetas, os cientistas procuram bioassinaturas do dióxido de carbono atmosférico. Na terra, o dióxido de carbono atmosférico aumenta o calor da superfície por meio do efeito estufa. O carbono também circula até o subsolo e volta à atmosfera por meio de processos naturais.

“O vulcanismo libera gases na atmosfera, e então através do intemperismo, o dióxido de carbono é retirado da atmosfera e sequestrado em rochas superficiais e sedimentos, "disse Bradford Foley, professor assistente de geociências. "Equilibrar esses dois processos mantém o dióxido de carbono em um certo nível na atmosfera, o que é realmente importante para saber se o clima permanece temperado e adequado para a vida. "

A maioria dos vulcões da Terra são encontrados na borda das placas tectônicas, que é uma das razões pelas quais os cientistas acreditavam que eles eram necessários para a vida. Subdução, em que uma placa é empurrada mais profundamente na subsuperfície por uma placa de colisão, também pode ajudar no ciclo do carbono, empurrando o carbono para o manto.

Os planetas sem placas tectônicas são conhecidos como planetas com tampa estagnada. Nestes planetas, a crosta é um gigante, placa esférica flutuando no manto, em vez de peças separadas. Acredita-se que eles sejam mais difundidos do que planetas com placas tectônicas. Na verdade, A Terra é o único planeta com placas tectônicas confirmadas.

Foley e Andrew Smye, professor assistente de geociências, criou um modelo computacional do ciclo de vida de um planeta. Eles analisaram quanto calor seu clima poderia reter com base em seu orçamento inicial de calor, ou a quantidade de calor e elementos produtores de calor presentes quando um planeta se forma. Alguns elementos produzem calor quando se decompõem. Na terra, o urânio em decomposição produz tório e calor, e o tório em decomposição produz potássio e calor.

Depois de executar centenas de simulações para variar o tamanho e a composição química de um planeta, os pesquisadores descobriram que planetas com tampa estagnada podem sustentar condições de água líquida por bilhões de anos. No extremo mais alto, eles podem sustentar a vida por até 4 bilhões de anos, aproximadamente o tempo de vida da Terra até hoje.

"Você ainda tem vulcanismo em planetas com tampa estagnada, mas tem uma vida muito mais curta do que em planetas com placas tectônicas porque não há muitos ciclos, "disse Smye." Vulcões resultam em uma sucessão de fluxos de lava, que são enterrados como camadas de um bolo ao longo do tempo. Rochas e sedimentos esquentam mais quanto mais fundo são enterrados. "

Os pesquisadores descobriram que com calor e pressão altos o suficiente, o gás dióxido de carbono pode escapar das rochas e chegar à superfície, um processo conhecido como desgaseificação. Na terra, Smye disse, o mesmo processo ocorre com água em zonas de falha de subducção.

Este processo de desgaseificação aumenta com base em quais tipos e quantidades de elementos produtores de calor estão presentes em um planeta até um certo ponto, disse Foley.

"Há uma faixa de ponto ideal onde um planeta está liberando dióxido de carbono suficiente para evitar que o planeta congele, mas não tanto que o intemperismo não consiga retirar o dióxido de carbono da atmosfera e manter o clima temperado, " ele disse.

De acordo com o modelo dos pesquisadores, a presença e a quantidade de elementos produtores de calor eram indicadores muito melhores do potencial de um planeta para sustentar a vida.

"Um ponto interessante para levar para casa deste estudo é que a composição inicial ou tamanho de um planeta é importante para definir a trajetória de habitabilidade, "disse Smye." O destino futuro de um planeta é definido desde o início de seu nascimento. "

Os pesquisadores publicaram suas descobertas na edição atual da Astrobiologia .