Künstlerische Vision des Planetensystems
Forscher der University of Pennsylvania glauben, dass es möglicherweise Welten ohne Plattentektonik gibt. Auf der Suche nach bewohnbaren Welten suchen Wissenschaftler nach den Biosignalen des atmosphärischen Kohlendioxids. Auf der Erde erhöht es die Oberflächenwärme durch den Treibhauseffekt. Kohlenstoff gelangt auch durch natürliche Prozesse in den Untergrund und zurück in die Atmosphäre.
Der Vulkanismus setzt Gase in die atmosphärische Schicht frei, und dann wird durch Verwitterung Kohlendioxid herausgezogen und von Oberflächengesteinen und Sedimenten absorbiert. Durch das Ausbalancieren der beiden Prozesse bleibt Kohlendioxid in der Atmosphäre auf einem bestimmten Niveau, was wichtig ist, wenn das Klima gemäßigt und für das Leben geeignet ist.
Die meisten terrestrischen Vulkane befinden sich an der Grenze zu tektonischen Platten. Dies war einer der Gründe, warum es als wichtiges Kriterium für die Suche nach Leben gilt. Der Spalt, in dem eine Platte tiefer unter die Oberfläche gleitet, hilft auch beim Kohlenstoffkreislauf und drückt Kohlenstoff in den Mantel.
Auf Planeten ohne tektonische Platten ist die Kruste eine massive kugelförmige Platte, die auf dem Mantel schwimmt. Solche Welten gelten als häufiger als tektonische. Um genau zu sein, ist die Erde der einzige Planet mit bestätigten tektonischen Platten. Daher beschlossen die Forscher, ein Computermodell des Lebenszyklus des Planeten zu erstellen. Sie untersuchten, wie viel Wärme in der Lage ist, das Klima in Abhängigkeit vom ursprünglichen Budget oder der Anzahl der zum Zeitpunkt der Planetenbildung vorhandenen Brennelemente aufrechtzuerhalten. Einige Elemente geben beim Zerfall Wärme ab. Hunderte von Simulationen (Änderung der Größe und chemischen Zusammensetzung des Planeten) haben gezeigt, dass Planeten ohne Plattentektonik in der Lage sind, die Bedingungen für flüssiges Wasser über Milliarden von Jahren aufrechtzuerhalten. In extremen Fällen ist es möglich, über 4 Milliarden Jahre durchzuhalten, was fast dem Alter der Erde entspricht.
In diesen Welten gibt es auch Vulkane, aber sie funktionieren nicht so oft. Bei ausreichend hoher Temperatur und hohem Druck verlässt Kohlendioxid das Gestein und gelangt an die Oberfläche (Entgasung). Auf der Erde geschieht dies mit Wasser in den Zonen von Subduktionsfehlern. Der Entgasungsprozess nimmt in Abhängigkeit von der Art und Menge der auf dem Planeten befindlichen Heizelemente zu. So erhalten Wissenschaftler neue Indikatoren für das Lebenspotential des Planeten.
