Szukają życia na obcych planetach. Pomóc ma cyfrowa Ziemia

• Model obejmuje procesy geochemiczne zachodzące na Ziemi przez 5 mld lat.
• Symulacja prawidłowo przewidziała 19 właściwości naszej planety.
• Narzędzie może pomóc odróżniać naturalne procesy atmosferyczne od śladów życia.

Badanie opisane przez naukowców z University of Washington i ich współpracowników z USA oraz Austrii opublikowano w "The Planetary Science Journal". Model obejmuje jądro, płaszcz, skorupę, powierzchnię oraz atmosferę Ziemi. Uwzględnia wymianę substancji chemicznych między tymi elementami, a także procesy geochemiczne zachodzące na przestrzeni 5 mld lat.

Analizowany okres rozciąga się od powstania Ziemi 4,5 mld lat temu do ok. 500 mln lat w przyszłości. Model pozwala sprawdzać, jak zmieniałaby się atmosfera skalistej planety bez wpływu organizmów żywych. W testach poprawnie przewidział 19 właściwości Ziemi, w tym przepływ ciepła przez jej płaszcz.

Astronomowie skatalogowali dotąd ponad 6 tys. planet poza Układem Słonecznym. W przypadku najbardziej obiecujących obiektów analizują atmosfery i szukają związków chemicznych, które mogą powstawać w wyniku procesów życiowych. Szczególnie interesują ich planety, których atmosfery zatrzymują wystarczająco dużo ciepła, aby na powierzchni mogła występować ciekła woda.

Do modelu można wprowadzić podstawowe dane dotyczące konkretnej planety, a następnie sprawdzić, czy da się odtworzyć obserwowane właściwości jej atmosfery bez udziału życia. Jeśli symulacja nie wyjaśni tych właściwości za pomocą procesów geochemicznych, może to wskazywać na wpływ organizmów żywych. Nie będzie jednak samodzielnym dowodem ich istnienia.

Na Ziemi rośliny i zwierzęta stale uwalniają do atmosfery tlen oraz metan. Gazy te reagują ze sobą, co prowadzi do ich wzajemnego usuwania z atmosfery. Astronom obserwujący naszą planetę z dużej odległości mógłby podejrzewać, że organizmy żywe nieustannie uzupełniają zasoby obu gazów.

Nasz model może pomóc w zrozumieniu, w jaki sposób planety nadające się do zamieszkania, ale pozbawione życia, mogą przypominać planety zamieszkane przez organizmy żywe – tłumaczyła Samantha Gilbert-Janizek z University of Washington, główna autorka badania.

Dodała, że podczas analizy atmosfery egzoplanety opracowany model pomoże ocenić prawdopodobieństwo, iż zaobserwowane cechy świadczą o istnieniu życia.

Badaczka wskazała również na planowany przez NASA teleskop Habitable Worlds Observatory, który ma służyć poszukiwaniu życia na innych planetach. Podkreśliła, że realizacja tak ambitnych przedsięwzięć wymaga dziesięcioleci pracy wielu pokoleń naukowców. Wyraziła nadzieję, że kolejne badania pozwolą stopniowo zbliżać się do odpowiedzi na pytanie, czy jesteśmy sami we Wszechświecie.