Komputerową symulację, obejmującą całą Ziemię z wyjątkiem życia, opracował amerykańsko-austriacki zespół naukowców. Ma to pomóc w poszukiwaniu jego śladów na innych planetach.
Do tej pory skatalogowano ponad 6 tys. planet poza Układem Słonecznym. W atmosferach najbardziej obiecujących z nich astronomowie poszukują związków chemicznych, które mogłyby być produktami procesów życiowych.
Ekspertów szczególnie interesują atmosfery podobne do ziemskiej, czyli zdolne do zatrzymywania wystarczającej ilości ciepła, aby na powierzchni planety mogła występować ciekła woda, uważana za podstawowy składnik niezbędny życiu.
Przypominają o tym naukowcy z University of Washington, którzy ze współpracownikami z innych ośrodków w USA i Austrii, na łamach „The Planetary Science Journal” przedstawili komputerową symulację, obejmującą całą Ziemię – za wyjątkiem życia.
Ma ona pomóc w ustaleniu, jakie warunki atmosferyczne mogą powstawać na planetach właśnie bez jego udziału. Tym sposobem będzie można rozpoznawać atmosfery, których właściwości można wyjaśnić jedynie obecnością organizmów żywych.
W symulacji naukowcy uwzględnili procesy geochemiczne zachodzące na Ziemi na przestrzeni 5 mld lat – od jej powstania 4,5 mld lat temu do około 500 mln lat w przyszłości.
Model uwzględnia m.in. wymianę substancji chemicznych między jądrem, płaszczem, skorupą, powierzchnią i atmosferą planety. Model można wykorzystać do przewidywania ewolucji atmosfer skalistych planet, co może pomóc w identyfikowaniu oznak życia na planetach, których właściwości atmosfery odbiegają od typowych przewidywań.
Można też wprowadzić do niego podstawowe informacje o danej planecie i sprawdzić, czy potrafi odtworzyć obserwowane właściwości jej atmosfery bez uwzględniania wpływu życia. Ewentualne niepowodzenie może sugerować, że zaobserwowane właściwości wynikają właśnie z działania organizmów żywych.
W testach pozwolił prawidłowo przewidzieć 19 właściwości Ziemi, w tym przepływ ciepła przez jej płaszcz.
„Nasz model może pomóc w zrozumieniu, w jaki sposób planety nadające się do zamieszkania, ale pozbawione życia, mogą przypominać planety zamieszkane przez organizmy żywe” – tłumaczy Samantha Gilbert-Janizek z University of Washington, główna autorka badania. – „Podczas analizy atmosfery egzoplanety, narzędzie to pomoże nam określić prawdopodobieństwo, że to, co obserwujemy, świadczy o istnieniu życia na jej powierzchni”.
Badacze wyjaśniają, że życie może na wiele sposobów wpływać na atmosferę planety. Na przykład na Ziemi rośliny i zwierzęta nieustannie uwalniają do niej tlen i metan. Gazy te następnie reagują ze sobą, prowadząc do wzajemnego usuwania ich z atmosfery. Z tego wynika – podkreślają badacze – że hipotetyczny astronom z kosmosu, analizując atmosferę Ziemi, mógłby podejrzewać, że jakieś organizmy żywe nieustannie uzupełniają zasoby obu wspomnianych gazów.
„Realizacja ambitnych celów dotyczących działania teleskopu takiego jak Habitable Worlds Observatory (planowany przez NASA kosmiczny teleskop do poszukiwań życia na innych planetach – PAP) wymaga dziesięcioleci pracy wielu pokoleń naukowców. Jestem bardzo wdzięczna, że mogę stać się częścią tej tradycji i pewnego dnia przekazać pałeczkę kolejnemu pokoleniu, abyśmy mogli nadal, krok po kroku, zbliżać się do odpowiedzi na pytanie, czy jesteśmy sami we Wszechświecie” – podsumowuje Gilbert-Janizek.
Marek Matacz (PAP)