Wikijunior Tähtitiede/Elinkelpoinen planeetta

Elinkelpoinen planeetta on planeetta, jolla voi olla elämää. Maa missä asumme, on ainoa tunnettu elinkelpoinen planeetta. Monet planeetat ovat elämälle kelvottomia. Mutta avaruudessa arvellaan olevan paljon Maata muistuttavia planeettoja. Elämää sisältävä planeetta kiertää tähteään elämänvyöhykkeellä. Aika näyttää, löytyykö elämää myös muualla.

Elinkelpoisilla planeetoilla on vettä pinnalla ja happea kaasukehässä.

Maata muistuttava planeetta

Happi

Elämä tarvitsee happea. Planeetalla oltava kyllin hapekas kaasukehä. Maan kaasukehä koostuu hapesta ja typestä. Typpeä tarvitaan hillitsemään liian voimakasta hapetusta.

Vesi

Elämä tarvitsee vettä. Planeetala oltava meriä. Mutta: joidenkin mukaan liikaakaan ei saisi vettä olla. Valtameren kokonaan peittämä planeetta voi olla elämälle sopimattomampi, samoin aavikkoplaneetta.

Lämpötila

Elämä tarvitsee nestemäistä vettä. Vesi on melko yleistä maailmankaikkeudessa. Avaruudessa se on monesti höyrynä tai jäänä.

Sopiva lämpötila: Elämä tarvitsee vettä nesteenä. Vesi pysyy 0 - 100 C välillä pitkiä aikoja nesteenä. Jotkut eliöt sietävät yli 100 astetta suurissa paineissa. Mutta enin elämä kukoistaa 5 - 50 asteen välillä. Kaikkei sopivin lämpötila monille eliöille on 15 - 25 astetta.

Auringon valoa

Kasvit joita eläimet syövät, yhteyttävät ravintonsa Auringon valon avulla. Toisaalta vaikkapa tulivuori saattaisi tuottaa elämälle voimaa.

Sopivan painava planeetta:

Kevyeltä planeetalta häipyy kaasukehä. Sen pieni vetovoima ei pitele happea kylliksi. Painavalle planeetalle syntyy paksu kaasukehä. Paksun kaasukehän suuressa paineessa jopa ilmakehän perusosaset happi ja typpi ovat vaarallisia. Lisäksi painava planeetta voi vetää puoleensa myrkkykaasuja, kuumentaa planeettaa.

Niin elinkelpoisen planeetan massan rajaksi on arvailtu noin 0.5 - 1.6 Maan massaa. Planeetan säde olisi noin 0.5 - 1.5 Maan sädettä.

Huomaa, että vaikka planeetta sopisi elämälle, se ei sellaisenaan sovi ihmiselle.

Pyöriminen, rata

Planeetan melko nopea pyöriminen tasaa pintalämpötiloja. Planeetta ei saa olla liian lähellä tai kaukana tähdestä. Se ei saa kiertää soikealla radalla: tämä joko keittäisi tai jäädyttäisi planeetan. Maa on joskus ollut kokonaan jäässä: mutta se on palautunut.

Ei liikaa säteilyä ja katastrofeja

Hyvin suuri keskustähden hiukkassäteily on elämälle vaarallista, ja kaiken lisäksi pyyhkii kaasukehän. Liian voimakas meteoriittipommitus voi haitata elämää.

Suuri Kuu

Kuu tasaa Maan pyörimisakselin vaappumista vetovoimallaan. Tällöin jääkaudet eivät ole niin pahoja.

Magneettikenttä

Planeetalla täytyy olla magneettinen, osin sula rautaydin.

Elinkelpoisella planeetalla on hyvä olla suojanaan magneettikenttä. Se suojaa hiukkassäteilyltä. Liian voimakas hiukkassäteily voi olla elämälle vaarallista ja puhaltaa ilmakehän pois.

Jos planeetassa on paljon tähden räjähtäessä syntyneitä raskaita alkuaineita, sillä saattaa olla voimakas tulivuoritoiminta ja magneettikenttä puuttua tai olla heikompi.

Hiiliplaneetta saattaa olla elämälle kelvoton: vähän vettä ja happea, ei mannerlaattojen liikettä, joka tasaa kaasukehän hiilidioksidin määrää.

Maan laattatektoniikka, tulivuoret

Hiilidioksidi on kasvihuonekaasu, joka voi kuumentaa Maan uunimaisen kuumaksi, jos sitä on liikaa.

Laattatektoniikka tarkoittaa Maan tyyppisiä mannerlaattoja, jotka liikkuvat hitaasti. Mannerlaatat kierrättävät vuosimiljoonien aikana ilmakehän hiilidioksidia pois, kun painuvat Maan sisään. Ne tasaavat näin lämpötilaa.

Sisään painuva mannerlaatta vie mukanaan Maan syvyyksiin liikoja kasvihuonekaasuja.

Tulivuoritoiminta taas tuottaa uutta mannerta ja vapauttaa hiilidioksidia.

Kuitenkin suuri osa hiilidioksidia pysyy jatkuvasti sitoutuneena Maan vaipan kiviien mineraaleihin.

Maan laattatektoniikka perustuu pitkälti Maan vaippaan, jossa voi tapahtua virtauksia. Nämä liikuttavat mannerlaattoja.

Näin syntyy eräänlainen tasapaino. Yli 2-4 Maan massaisella planeetalla ei luultavasti ole laattatektoniikkaa, eikä myöskään alle 0.3 Maan massaisella.

Entä jos mannerlaatat eivät liiku ?

Hyvin suurilla kiviplaneetoilla laattatektoniikka voi "jäätyä": sisäinen rakenne eri kuin Maalla. Pienillä Marsin kaltaisilla planeetoilla tektoniikka ei ehdi syntyä. Venuksen tyyppisellä planeetalle ei ole tektoniikkaa, kun ei ole vettä.

Jos planeetan koostumus on erilainen kuin Maan, sillä ei välttämättä ole laattatektoniikkaa. Tällöin syntyy Marsin tapainen paksukuorinen planeetta, tai Vanusta hieman muistuttava "munankuoriplaneetta". Näissä ei tapahdu mannerlaattojen kierron aiheuttamaa kasvihuonekaasujen imeytymistä kiven mineraaleihin.

Maan vaipassa on melko paljon magnesiumia. Tämä aiheuttaa vaipan suurissa paineissa ja lämpötiloissa kiven virtausta ja mannerlaattojen liikkeen.

Mutta esimerkiksi hyvin hiilipitoisilla planeetoilla ei ole paljon magnesiumia, ja ei ehkä piipitoisillakaan. Näitä

on laskettu olevan niillä tähdillä, joissa on paljon metalleja. Laskujen mukaan hiilipitoisista planeetoista saattaa puuttua myös elämälle tärkeää happea.

Asuinkelpoinen planeetta

Kaikki elinkelpoiset planeetat eivät ole ihmisille asuttavia. Tuntematon elämänmuoto voisi niillä silti elää.

Auinkelpoinen planeetta on planeetta, jolla ihminen voisi asua. Tällöin planeetan painovoiman ja kaasukehän koostumuksen on oltava lähellä Maan vastaavia. Tiukka asuinkelpoisen planeetan massan raja on 0.95 - 1.05 Maan massaa: ilma hengityskelpoista, happi ei karkaa, monet omiansuudet kuin Maassa. Ei tiedetä, miten yleisiä nämä "Maan kaksoset" ovat Linnunradassa.

Onko Maa elinkelpoisin ?

Koska elämme Maassa, ajattelemme helposti Maan olevan elämälle soveltuvin. Maapallolla on kuitenkin paljon elämälle vihamielisiä aavikoita ja jäätiköitä. Niinpä Maata hieman lämpimämpi planeetta voisi olla elinkelpoisempi. Maata noin puolitoista kertaa painavampi, kymmenyksen suurempi planeetta saattaa olla sopivampi.

Toisenlaista elämää kuin omamme

Onko näkemys Maata muistuttavasta elinkelpoisesta planeetasta liian suppea?

Elämää voisi olla vaikkapa jäisen kuun tai supermaapallon meressä.

Muiden planeettojen elämä voi olle erilaista kuin omamme.

Hiilen perustuvassa "eksoelämässä" dna:n paikalla voisi olla jokin muu yhdiste geeninä.

Meidän elämämme perustuu muun muassa veteen ja hiileen.Vesi on liuotin, hiilestä syntyy elämän tarvitsemia ketjuja ja renkaita. Muualla ehkä muita yhdisteitä ? Silloin elinkelpoinen planeetta voisi olla Maata kuumempi tai kylmempi. Tämmäinen planeetta olisi meille elinkelvoton.

Hiilen paikalla voisi olla pii tai rikki. Nesteenä toimisi vetysulfidi, vetyfluoridi, rikkihappo tai ammoniakki. Jollain Titanin tyyppisellä kylmällä taivaankappaleella voisi tämän mukaan olla meille outoa elämää. Maan ilmasto olisi sille liian kuuma. Maapalloa kuumemmalla planeetalla voisi olla rikkielämää. On ehdotettu jopa booriin perustuvaa elämää. Mutta boori on hyvin harvinainen aine. Maan elämää kylmempää elämää saattaa rasittaa kemian hitaus kylmässä.

Taitailijan kuva Marsin terraformoinnin eri vaiheista.

Terraformointi

Terraformoinnista kertoo myös tämä sivu.

Terraformoinniksi , maankaltaistamiseksi sanotaan planeetan muuntamista elinkelpoiseksi.

Tieteiskuvitelmissa aihe on yleinen. Mutta onko se oikeasti mahdollista ? Jos tämä joskus onnistuu, se vie tuhansia vuosia ja on kallista. Esimerkiksi Marsia ja Venusta on ehdotettu terraformoitavaksi.

Terraformointi tapahtuisi esimerkiksi kaasukehää muuttamalla ja leviä kylvämällä. Marsin kaasukehään voisi tuottaa lämmittäviä kasvihuonekaasuja. Marsin kiertoradalle rakennettaisiin valtava peili, jolla sulatettaisiin napalakki.

Melko pienessäkin ilmanpaineessa alkaisivat jotkut levät elää. Tämä tuottaisivat kaasukehään happea.

Maankaltaistamisen suurin ongelma on se, että monet planeetat ovat hyvin erilaisia kuin Maa. "Ei-Maasta ei Maan tapaista tule"

Esimerkiksi Marsissa ei ole voimakasta magneettikenttää, vain pieni painovoima. Ilma karkaa helposti pois. Näin ilmakehää pitäisi tuottaa jatkuvasti.

Sanastoa

Kaasukehä: planeettaa ympäröivä kaasumainen vyöhyke. Maan kaasukehä on nimeltään ilmakehä.

Terraformointi: planeetan muuntamine Maan kalatsiseksi. Ei tiedetä, onnistuuukä tämä joskus.