Welnu, niet alleen kan tot 25% van de zonachtige sterren aardachtige planeten hebben, maar als ze zich in de juiste temperatuurzone bevinden, hebben ze blijkbaar vrijwel zeker oceanen. Het huidige denken is dat de oceanen van de aarde gevormd zijn uit het geaccumuleerde materiaal dat de planeet heeft gebouwd, in plaats van dat ze later door kometen worden afgeleverd. Vanuit dit inzicht kunnen we beginnen met het modelleren van de waarschijnlijkheid dat een vergelijkbaar resultaat optreedt op rotsachtige exoplaneten rond andere sterren.
Ervan uitgaande dat aardachtige planeten inderdaad gebruikelijk zijn - met een silicaatmantel rond een metalen kern - dan kunnen we verwachten dat water tijdens de laatste stadia van magmakoeling op hun oppervlak wordt uitgestoten - of anderszins wordt uitgestoten als stoom die vervolgens afkoelt om te vallen terug naar de oppervlakte als regen. Van daaruit, als de planeet groot genoeg is om door zwaartekracht een dikke atmosfeer te behouden en zich in de temperatuurzone bevindt waar water vloeibaar kan blijven, dan heb je een exo-oceaan.
We kunnen aannemen dat de stofwolk die het zonnestelsel werd, veel water bevatte, gezien hoeveel er blijft bestaan in de overgebleven ingrediënten van kometen, asteroïden en dergelijke. Toen de zon ontstak, kan een deel van dit water door fotodissociatie zijn gedeisd - of anderszins uit het innerlijke zonnestelsel zijn geblazen. Koele rotsachtige materialen lijken echter een sterke neiging te hebben om water vast te houden - en op deze manier hadden ze water beschikbaar kunnen houden voor planeetvorming.
Meteorieten van gedifferentieerde objecten (dwz planeten of kleinere lichamen die zodanig zijn gedifferentieerd dat, terwijl ze in gesmolten toestand zijn, hun zware elementen tot een kern zijn gezonken die lichtere elementen naar boven verplaatst), hebben ze een watergehalte van ongeveer 3% - terwijl sommige ongedifferentieerde objecten (zoals koolstofhoudende asteroïden ) kan meer dan 20% water bevatten.
Mush deze materialen samen in een scenario van planeetvorming en materialen die in het midden zijn samengeperst, worden heet, waardoor vluchtige stoffen zoals koolstofdioxide en water worden uitgestoten. In de vroege stadia van planeetvorming is veel van deze ontgassing mogelijk verloren gegaan in de ruimte, maar naarmate het object de grootte van de planeet nadert, kan de zwaartekracht het ontgaste materiaal op zijn plaats houden als een atmosfeer. En ondanks de ontgassing, kan heet magma nog steeds het watergehalte vasthouden - het alleen uitstoten in de laatste stadia van afkoeling en stolling om een aardkorst te vormen.
Wiskundige modellering suggereert dat als planeten zich uit materialen met een watergehalte van 1 tot 3% ophopen, er waarschijnlijk vloeibaar water op hun oppervlak terechtkomt in de laatste stadia van de vorming van de planeet - terwijl het geleidelijk naar boven is bewogen terwijl de aardkorst van onder naar boven stolt.
Anders, en zelfs te beginnen met een watergehalte van slechts 0,01%, zouden aardachtige planeten nog steeds een ontgaste stoomatmosfeer genereren die later bij afkoeling als vloeibaar water zou regenen.
Als dit model voor oceaanvorming correct is, kan worden verwacht dat rotsachtige exoplaneten van 0,5 tot 5 aardmassa's, die worden gevormd uit een ongeveer gelijkwaardige set ingrediënten, waarschijnlijk oceanen zullen vormen binnen 100 miljoen jaar van primaire aanwas.
Dit model past goed bij de vondst van zirkoonkristallen in West-Australië - die gedateerd zijn op 4,4 miljard jaar en suggereren dat er al lang geleden vloeibaar water aanwezig was - hoewel dit voorafging aan het Late Heavy Bombardement (4,1 tot 3,8 miljard jaar geleden) dat mogelijk hebben al dat water weer in een stoomatmosfeer gestuurd.
Momenteel wordt niet gedacht dat ijs uit het buitenste zonnestelsel - dat mogelijk als kometen naar de aarde is getransporteerd - meer dan ongeveer 10% van het huidige watergehalte van de aarde heeft kunnen bijdragen - aangezien metingen tot nu toe suggereren dat ijs in het buitenste zonnestelsel aanzienlijk heeft hogere niveaus van deuterium (dwz zwaar water) dan we op aarde zien.
Verder lezen: Elkins-Tanton, L. Vorming van vroege wateroceanen op rotsachtige planeten.
