Satelliter spårar grön förändring med jordens årstider
Forskare har lyckats hitta dussintals beboeliga planeter utanför solsystemet, och många andra väntar på deras upptäckt. Men finns det någon och hur man hittar livet bortom jorden?
Jakt på livet i världar som inte kan besökas börjar med att söka biologiska produkter i de atmosfäriska lagren. Dessa utskrifter kallas biosignaler. De planerar att fixa dem med teleskop av nästa generation, som mäter gasernas sammansättning kring planeterna.
Detta är en komplex process, eftersom biosignaler baserade på enskilda mätningar av atmosfäriska gaser kan vara vilseledande. För att komplettera markörerna bestämde vi oss för att skapa den första kvantitativa strukturen för dynamiska biosignaler baserat på säsongsförändringar i jordens atmosfär.
Jorden roterar runt solen, och den lutande axeln gör det så att olika territorier får fler strålar vid olika tider på året. De mest märkbara tecknen är väderbyten och dagarnas varaktighet. Det påverkar emellertid atmosfärskompositionen. Till exempel, på den norra halvklotet (innehåller det mesta av vegetationen) leder växttillväxt på sommaren till lägre halter av koldioxid i atmosfären. Omvänden upprepas för syre.
Atmosfärisk säsonglighet är en lovande biosignal, eftersom den kan upprepas i främmande bebodda världar. En livslängd baserad på säsongsmässighet kräver ingen detaljerad förståelse för utomjordisk biokemi, eftersom den uppträder som ett biologiskt svar på säsongsförändringar i miljön och inte som ett resultat av en viss biologisk aktivitet som kan vara unik för jorden. Dessutom kan extremt elliptiska banor, snarare än axiell lutning, leda till säsonglighet på exoplaneter, och utvidga målinriktningen. Studien identifierade möjligheter och fallgropar förknippade med karaktäristiken för säsongsbildning och förstörelse av syre, koldioxid, metan och deras identifiering med hjälp av spektroskopi. Simulerade också fluktuationerna av atmosfäriskt syre på en livskraftig planet med låg syreinnehåll, som det var miljarder år sedan. Det visade sig att ozon skulle vara en lättare mätbar markör för säsongsvariationer.
Problemet är orsakat av falska signaler som inte är relaterade till livet alls. Faktum är att syre och metan är lovande biosignaler, men de kan bildas på olika sätt och utan att levande organismer deltar. En potentiellt kraftfull sökmetod är atmosfärsanalys för att registrera förändringar i biosignaler under hela året. Särskilt intressant är perspektivet på egenskaperna hos syrefluktuationer i de tidiga nivåerna som förväntas återfinnas på den antika versionen av jorden.
