โลกใบที่สองอาจไม่ใช่ pale blue dot

โลก เป็นจุดสีฟ้าอ่อน(pale blue dot) ตามที่ยานวอยยาจเจอร์ 1 ได้เห็นในปี 1990

     เมื่อสำรวจหาดาวเคราะห์ที่คล้ายกับโลกรอบๆ ดาวฤกษ์อื่น แทนที่จะมองหา “จุดสีฟ้าอ่อน”(pale blue dot) ตามที่ คาร์ล ซาแกน เรียก งานวิจัยใหม่เสนอให้ค้นหา “จุดสีเหลืองอ่อน”(pale yellow dots) ที่แห้งแล้งและเย็น แทนว่าน่าจะมีโอกาสประสบความสำเร็จมากกว่า การศึกษาโดยทีมสวิสเจอรมันที่นำเสนอที่การประชุมสภาวิทยาศาสตร์ยูโรพลาเนต 2022 ที่เกรนาดา บอกว่า สีแผ่นดิน-น้ำที่เกือบจะพอๆ กันซึ่งช่วยให้ชีวิตผลิบานบนโลก อาจจะพบได้ยากมากๆ

     Tilman Spohn และ Dennis Höning ศึกษาว่าวิวัฒนาการและวัฏจักรของแผ่นทวีปและน้ำ น่าจะตกแต่งการพัฒนาดาวเคราะห์หินนอกระบบอย่างไร ผลที่ได้จากแบบจำลองบอกว่าดาวเคราะห์มีความน่าจะเป็นราว 80% ที่จะปกคลุมด้วยแผ่นดินเกือบทั้งหมด อีก 20% น่าจะเป็นพิภพมหาสมุทร และอีกไม่ถึง 1% ที่เหลือจะมีการกระจายแผ่นดิน-น้ำที่เหมือนกับโลก(มีพื้นผิวโผล่มาประมาณ 30%)

     เราชาวโลกมีความสุขกับสมดุลระหว่างผืนแผ่นดินกับมหาสมุทร(1:3) บนดาวเคราะห์บ้านเกิดของเรา จึงไม่แปลกที่จะสันนิษฐานว่าโลกใบที่สองก็น่าจะคล้ายกับโลกของเรา แต่ผลสรุปจากแบบจำลองของเราบอกว่าไม่น่าจะเป็นแบบนั้น ศจ Spohn กรรมการผู้อำนวยการสถาบันวิทยาศาสตร์อวกาศนานาชาติที่กรุงเบิร์น สวิตเซอร์แลนด์ กล่าว

     แบบจำลองของทีมบอกว่าอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยไม่น่าจะแตกต่างกันมาก(ความแปรผันราว 5 องศาเซลเซียส) แต่การกระจายตัวแผ่นดิน-มหาสมุทร น่าจะส่งผลต่อภูมิอากาศของดาวเคราะห์ พิภพมหาสมุทรซี่งมีแผ่นดินไม่ถึง 10% น่าจะเปียกชื้นและอบอุ่น โดยมีภูมิอากาศที่คล้ายกับโลกในเขตศูนย์สูตรและกึ่งศูนย์สูตร ในช่วงเวลาหลังการชนของดาวเคราะห์น้อยที่ทำให้ไดโนซอร์สูญพันธุ์

ภาพจากศิลปินแสดงดาวเคราะห์ที่เอื้ออาศัยได้ 3 ชนิดคือ ดาวเคราะห์ที่เป็นแผ่นดินเกือบทั้งหมด, ดาวเคราะห์ที่มีส่วนผสมที่ลงตัวระหว่างแผ่นดินกับทะเล และดาวเคราะห์มหาสมุทรที่แทบจะไม่มีแผ่นดินเลย

     พิภพแผ่นทวีป ซึ่งมีมหาสมุทรไม่ถึง 30% ก็น่าจะมีภูมิอากาศที่เย็นกว่า, แห้งแล้งกว่าและทารุณกว่า อาจมีทะเลทรายที่เย็นในพื้นที่ส่วนในของแผ่นทวีป และโดยรวมแล้ว ก็น่าจะคล้ายกับโลกของเราในช่วงยุคน้ำแข็งครั้งล่าสุด(Last Ice Age) ซึ่งมีธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งปกคลุมอย่างกว้างขวาง

     บนโลก การสร้างแผ่นทวีปเกิดขึ้นจากกิจกรรมภูเขาไฟและถูกกัดกร่อนโดยการเปลี่ยนแปลงสภาพ เกิดขึ้นเกือบจะสมดุล ชีวิตที่พึ่งพาการสังเคราะห์ด้วยแสงจะดำรงชีวิตบนแผ่นดิน ซึ่งมันจะเข้าถึงพลังงานสุริยะได้โดยตรง มหาสมุทรจะเป็นแหล่งของน้ำแหล่งใหญ่ซึ่งจะเพิ่มปริมาณฝนและป้องกันไม่ให้ภูมิอากาศที่มีอยู่แห้งแล้งจนเกินไป

     ในเครื่องยนต์แปรสัณฐานแผ่นเปลือก(plate tectonics) ของโลก ความร้อนภายในขับดันกิจกรรมทางธรณีวิทยาเช่น แผ่นดินไหว, ภูเขาไฟ และการก่อร่างภูเขา และเป็นผลให้แผ่นทวีปมีขนาดใหญ่ขึ้น การกัดกร่อนแผ่นดินเป็นส่วนหนึ่งของชุดของวัฏจักรที่แลกเปลี่ยนน้ำระหว่างชั้นบรรยากาศ-ภายในโลก แบบจำลองของเราบอกว่าวัฏจักรเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์อย่างไร ได้แสดงว่าโลกในยุคปัจจุบัน อาจจะเป็นดาวเคราะห์ที่เป็นข้อยกเว้น และสมดุลของผืนแผ่นดินก็อาจจะไร้เสถียรภาพอยู่หลายพันล้านปี ในขณะที่ดาวเคราะห์ทั้งหมดในแบบจำลองดูจะเอื้ออาศัยได้ และพืชและสัตว์ก็อาจจะค่อนข้างแตกต่างกัน ศจ Spohn กล่าว

Pale Blue Dot โดยยานคาสสินี 

     ผลสรุปของ Spohn และ Höning แตกต่างพอสมควรกับที่ทีมวิจัยอื่นได้ ยกตัวอย่างเช่น การศึกษาที่นำโดย Evelyn MacDonald จากมหาวิทยาลัยโตรอนโตพบว่า สำหรับพิภพที่ล๊อคด้วยแรงโน้มถ่วง(tidal locked) ยิ่งมันมีแผ่นดินมากแค่ไหน ก็จะมีอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยมากขึ้นด้วย และการศึกษาแผ่นดินของดาวเคราะห์ที่โด่งดังที่สุด ซึ่งนำโดย Yutaka Abe จากมหาวิทยาลัยโตเกียวในปี 2011 ได้พบว่า ดาวเคราะห์ที่มีแผ่นดินยังเอื้ออาศัยได้ในระยะทางที่กว้างกว่า พิภพน้ำ และพวกมันจะไม่เยือกแข็งจนหมดได้เร็วนักเนื่องจากมีน้ำที่จะกลายเป็นน้ำแข็งและหิมะน้อยกว่า

     อย่างไรก็ตาม การศึกษาของ Abe พร้อมทั้งทีมอื่นๆ ก็เห็นพ้องกับผลสรุปจาก Spohn และ Höning ว่าดาวเคราะห์ที่เต็มไปด้วยแผ่นดินน่าจะพบได้มากกว่าดาวเคราะห์ที่คล้ายโลกหรือดาวเคราะห์ที่อุดมด้วยน้ำ

แหล่งข่าว phys.org : Earth-like exoplanets unlikely to be another “pale blue dot”
               space.com : “pale blue dot” planets like Earth may make up only 1% of potentially habitable worlds