Для чего планетам нужен озоновый слой

>Космический обстрел приводит к образованию монооксидов азота и сокращению верхнего озонового слоя. Возрастает лучевое воздействие на поверхность планеты, что делает её менее пригодной для жизни. У Земли, которая имеет сильное магнитное поле, было бы в два раза больше озона, если бы не было космического излучения.

Однако Грисмейер отметил, что отсутствие озона не обязательно означает, что экзопланета является стерильной. Озон считается "биомаркером", то есть свидетельствует о возможности жизни, которая способна к фотосинтезу, так как многие простейшие могут использовать углекислый газ и солнечный свет для получения энергии и так же, как водоросли и растения производить кислород.

Благодаря сильному излучению, из него возникает в верхних слоях атмосферы озон. Но атмосферы с большим количеством кислорода не стабильны, если газ постоянно не пополняется живыми организмами. 

Частоту образования озона исследовал с помощью компьютерного моделирования Джон Ли Гринфел (John Lee Grenfell) из Центра астрономии и астрофизики в Берлинском техническом университете. При этом учитывалась не только атмосферная химия, но и климат. Это, в свою очередь, дает хорошие прогнозы для планет типа Земли, вращающихся вокруг разных звезд. Таким путём астрономы смогут точнее узнать , что они должны искать. 
 
"Важно связать климат и химию", - заявил Гринфил. Он говорил также о «плохом» озоне, образующемся близко к земле, как в земном "смоге". Это может быть, например, на планетах, вращающихся вокруг звёзд класса M. Такие звезды холоднее, чем Солнце, и их свет слабее. Некоторые внеземные "умники" загрязняют свой родной мир ядовитыми газами так же, как человек. А поскольку запасная Земля ещё не найдена, мы должны лучше следить за нашей родной планетой.

Почему на Земле появились исключительные условия для жизни

Решающим фактором для появления атмосферы планеты является активность звезды, вокруг которой она вращается. Как показали наблюдения космических обсерваторий COROT и Kepler, многие звезды типа Солнца активнее нашего светила от трёх до десяти раз. Они излучают больше ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, а также производят больше извержений  - вспышек. Это оказывает влияние на развитие атмосфер планет.

Чем сильнее звездные ветры и излучение, тем скорее легкие атомы и молекулы "выдуваются" в космос. Особенно важно это в первые несколько сотен миллионов лет, так как молодые звезды, в том числе и солнце, активнее, чем в  своей основной фазе.

Магнитосферы, то есть пространство вокруг небесных тел, в которых поведение окружающей тела плазмы (солнечного ветра) определяется магнитными полями этих тел, являются еще одним фактором, имеющим решающее значение для создания, развития и продолжительности жизни, поскольку напряженность магнитного поля планет может значительно варьироваться. И чем она слабее, тем сильнее влияние космического излучения.

Жан-Матиас Грисмейер (Jean-Mathias Grießmeier) из Орлеанского университета указал на некоторые факторы, влияющие на силу магнитного поля, которая ослабевает, если у планеты не твердое ядро, окруженное жидким, как у Земли, а только жидкое, так как это снижает внутренний теплообмен,. У них отсутствует и тектоника плит (постоянное движение их относительно друг друга).  Данное утверждение справедливо также, по мнению учёного, для медленно вращающихся планет и супер-земель.

Планеты с более слабыми магнитными полями подвержены более сильному космическому излучению. Широкие возможности расчетов с помощью моделирования теперь могут показать, какое количество космических частиц обрушивается на атмосферу планеты в зависимости от её магнитосферы. Сильные магнитные поля действуют как щит, более слабые, наоборот, пропускают большинство частиц, особенно энергетически насыщенных.

Одиноки ли мы во вселенной?

Как совсем недавно подтвердили астрономы, Млечный Путь просто кишит разными планетами. По их расчетам, вокруг многих звезд (в редких случаях даже двух солнц) вращается несколько миллиардов небесных тел, а некоторые из них бродят по нашей галактике в одиночку. Однако основной вопрос, интересующий человечество уже на протяжении столетий: может ли на каких-то из этих планет быть жизнь, по-прежнему актуален. Поэтому поиск похожих на Землю миров в других звёздных системах идет полным ходом.

Но природе не так легко создать пригодную для жизни планету, даже если её масса и расстояние до светила соответствуют параметрам Земли. К тому же, на других планетах могут отсутствовать те составляющие атмосферы, которые обеспечивают появление жизни. Является ли наша голубая планета (классический снимок 1972 года) исключением? По-видимому, считают учёные, формирование атмосферы, которой мы дышим, зависело от ряда случайностей.

Гельмут Ламмер (Helmut Lammer), исследователь из Space Science Institute Австрийской академии наук в Граце (Graz), ставит под сомнение оптимистичные прогнозы, утверждая, что наша планета всё-таки - особое космическое явление. Он заявил это на весеннем заседании Немецкого физического общества, проходившего на прошлой неделе в переполненном зале университета Штутгарта.

Сначала Ламмер указал на отличия "обитаемой зоны" - области вокруг звезды, где принципиально возможно существование жидкой воды и микроскопической жизни, - от "мест обитания", то есть миров с более сложными формами жизни, из которых нам до сих пор известен только один - наша Земля. Кроме того, он подчеркнул, что существует четыре класса обитаемых миров:

• планеты, похожие на Землю;
• как Венера и Марс, на которых была раньше или могла бы быть жизнь, но сейчас её там нет;
• ледяные луны, такие как спутник Юпитера Европа, у которых  под поверхностью находится океан;
• водные миры, которые не имеют твердой поверхности. Такие водные планеты вполне вероятно есть у других звезд, но нельзя сказать с уверенностью, что они уже обнаружены (кандидат - Gliese 1214b).

"Планеты первого класса встречаются, наверное, гораздо реже, чем других трёх классов", - уточнил Ламмер. Не только масса планеты и расстояние от звезды определяют её пригодность для жизни. "Это всего лишь необходимые, но не достаточные условия для обитаемой планеты", - подчеркнул астроном. Для этого необходимо ещё много факторов. Некоторые зависели от происхождения и эволюции нашей планеты. Земля была создана всего 50 миллионов лет назад. Она притянула из "пратумана"  много водорода, но впоследствии снова его потеряла, возможно, в 30 раз боьше, чем масса её современных океанов.

Водород - легкий элемент. Поэтому он быстрее поддаётся солнечному ветру, чем более тяжелые атомы, такие как азот. Пока неясно, откуда в атмосфере Земли появился азот. Может быть, благодаря выбросам мощных вулканов. Сумел ли он удержаться или возник позже, - этот вопрос также является спорным. Азот могли занести на нашу планету и кометы, которые в течение первых 700 миллионов лет часто падали на Землю.