Naujas modelis rodo, kaip atrodytų Žemės atmosfera be gyvybės pėdsakų
Vašingtono universiteto tyrėjai sumodeliavo 5 mlrd. metų Žemės geochemijos istoriją – nuo planetos susiformavimo prieš 4,5 mlrd. metų iki maždaug 500 mln. metų į ateitį – ir iš skaičiavimų sąmoningai pašalino gyvybės poveikį. Straipsnis rugsėjo 18 dieną paskelbtas žurnale The Planetary Science Journal.
Tyrimo tikslas – geriau suprasti, kaip galėtų atrodyti atmosfera planetos, kurios niekada nepaveikė biosfera. Tai svarbu todėl, kad tinkama gyvybei planeta nebūtinai yra apgyvendinta, o teigti, jog atmosferos neįmanoma paaiškinti be gyvybės, galima tik žinant, kaip atrodytų visiškai abiotinė atmosfera.
Modelis skaičiuoja medžiagų apytaką tarp branduolio, mantijos, plutos, paviršiaus ir atmosferos per visą planetos istoriją. Tyrėjų teigimu, jis tiksliai atkuria 19 Žemės savybių, tarp jų ir šilumos srautą per mantiją.
Ankstesnės šio modelio versijos, sukurtos astronomo Rory Barneso laboratorijoje, apėmė planetos gelmes ir žvaigždės spinduliuotę, tačiau baigdavosi ties pluta. Paviršiaus ir atmosferos dalį pridėjo Samantha Gilbert-Janezic, kuri šį darbą atliko dar būdama doktorante Sietle, o dabar dirba podoktorantūros tyrėja Kalifornijos universitete Riverside.
Žemės pavyzdys rodo, kodėl atmosfera gali išduoti gyvybę. Augalai ir gyvūnai nuolat papildo atmosferą deguonimi ir metanu, nors šios dujos tarpusavyje reaguodamos viena kitą naikina. Jei atmosferoje aptinkamos abi, vadinasi, kažkas jas nuolat papildo.
Vis dėlto didžiąją savo istorijos dalį Žemė buvo beveik be deguonies. Iki Didžiojo deguonies įvykio maždaug prieš 2,4 mlrd. metų O2 kiekis išliko mažesnis nei 10-7, o metano koncentracija siekė 100-1000 ppm.
Tyrėjai teigia, kad dabar į modelį galima įvesti bet kurios uolinės egzoplanetos parametrus ir patikrinti, ar stebimą jos atmosferą įmanoma atkurti be jokios biologijos. Jei to padaryti nepavyksta, tokia planeta tampa daug įdomesniu mokslinių tyrimų taikiniu.
Pasak Samantha Gilbert-Janezic, šis įrankis turėtų padėti įvertinti tikimybę, kad stebimi požymiai iš tiesų rodo gyvybę planetos paviršiuje, taip pat padėti apibrėžti reikalavimus būsimiems teleskopams, tokiems kaip Habitable Worlds Observatory.
Vis dėlto modelis turi aiškią ribą: jis tinka tik toms biosferoms, kurios palieka pėdsaką atmosferoje. Po ledu slypintis vandenynas, panašus į Europos, spektre nepaliktų jokio signalo, todėl tokį pasaulį modelis galėtų paaiškinti ir be gyvybės.
