Долгое время считалось, что тектоника плит играет ключевую роль в формировании планеты и эволюции жизни. Марс и Венера не имеют подобного движения коры, что во многом объясняет их кардинальные отличия от Земли.

Исследование экзопланет открывает множество разнообразных миров. Многие из них обладают значительным внутренним нагревом, но лишены движения плит. Новое исследование показывает, что такие «огненные Земли» с большей вероятностью имеют тепловые трубки, по которым магма поступает к поверхности. В результате температура на поверхности может быть схожей с той, что была на Земле в самые жаркие периоды, когда начала формироваться жидкая вода.

Снимки спутника Юпитера Ио, сделанные JunoCam 3 февраля 2024 года. На первых двух снимках Ио освещена сиянием Юпитера, а на остальных — солнечным светом.  Источник: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS

Тектоника плит объясняет движение и взаимодействие верхних слоёв Земли — литосферы, состоящей из земной коры и верхней мантии. Литосфера разделена на тектонические плиты, которые «плавают» по полужидкому слою астеносферы. На границах плит формируются различные геологические структуры — горы, вулканы и впадины.

Этот процесс сыграл решающую роль в эволюции жизни на нашей планете. Движение континентов создавало новые места обитания и изолировало популяции, что способствовало формированию уникальных экосистем. Столкновение плит приводило к образованию горных хребтов, влияющих на погодные условия и климат. Вулканическая активность, вызванная движением плит, обогащала почву, способствовала развитию растительности и выбросу парниковых газов, помогающих регулировать климат планеты.

В исследовании, опубликованном в Journal of Geophysical Research: Planets, Мэтью Рейнхолд и Лора Шефер изучили вероятность того, что планеты с высоким внутренним нагревом могут напоминать спутник Юпитера Ио, где наблюдается интенсивный вулканизм с выбросами лавы на сотни километров в токсичную атмосферу.

Учёные продемонстрировали, что экзопланеты с высокими внутренними температурами, вероятно, развивают твёрдую мантию. Кора остаётся стабильной, а единственной активностью становится теплопроводная тектоника, при которой внутреннее тепло передаётся к поверхности через вулканическую деятельность.

Команда исследователей смоделировала вероятный диапазон температур поверхности для различных типов миров и обнаружила, что, вопреки предыдущим предположениям, широкий спектр показателей внутреннего нагрева может привести к формированию условий, благоприятных для обитаемости.

Подробнее на iXBT