В продължение на много милиарди години животът на Земята беше добре замаскиран от външни наблюдатели и ние от своя страна можехме случайно да пропуснем живота на други планети по подобни причини: той все още е твърде прост.
Изследователи от Съединените щати обмислят въпроса в кой момент от историята на Земята хипотетичен извънземен наблюдател може да открие живота на нея. Според техните изчисления през почти 90 процента от историята на планетата тя би трябвало да изглежда необитаема за външни наблюдатели. Съответната статия е изпратена за публикуване в Астробиологията и текстът й може да бъде намерен на сървъра за предпечат на университета Корнел.
Учените се чудеха как се е променило съотношението на кислород, озон и метан в атмосферата през цялата история на планетата. Тези газове често се наричат биомаркери, тъй като сега на Земята те се образуват биогенно, тоест в резултат на дейността на живите организми. Според тази група изследователи в миналото на Земята те също са били произведени биогенно. Оказа се, че съотношението на кислород, озон и метан в земната атмосфера варира според много сложни закони, които трудно се откриват чрез външно астрономическо наблюдение. По-специално, производството на кислород от земния живот започва стотици милиони години преди появата на свободен кислород в атмосферата. В продължение на много дълго време всичко беше изразходвано за окисляване на мъртвите органични вещества, оставени от минали поколения бактерии, които все още не са произвеждали кислород.
Съдържанието на метан в атмосферата се е променило драстично през цялата история на планетата. Преди да се появят големи количества кислород, може да няма озонов слой, който да предпазва метана от ултравиолетовото лъчение. Следователно животът на молекулите на този газ по това време е бил много кратък. След появата на кислород той се увеличи, както и концентрацията на метан. Щом обаче съдържанието на кислород достигна няколко процента, концентрацията на метан отново спадна. Кислородът и водните пари са допринесли за образуването на • OH - хидроксилни радикали, които бързо разрушават молекулите на метана. Както отбелязват авторите, отвън, без кацане на планетата или получаване на изключително точни спектри, е трудно да се разбере коя от горните фази е локалната атмосфера.
Авторите стигат до извода, че до преди 2,5 милиарда години откриването на биогенен кислород и озон в газовата обвивка на Земята отвън е било изключено, а преди 2,5–0,5 милиарда години е било много трудно. Въпреки появата на кислород, концентрацията му все още остава ниска: той продължава да окислява органичната материя от минали епохи. Но метанът след появата на кислород, тоест през последните 2,5 милиарда години, често би бил нереалистичен за откриване на междузвездно разстояние. Въпреки това, дори и да го открием преди това събитие, би било трудно уверено да декларираме биогенния произход на този газ. Слънчевата система, поне на Титан, съдържа метан и подобни въглеводороди. Но се смята, че този газ се образува там по неорганичен начин.
Отделно изследователите се фокусират върху биосферите, които са разположени предимно в океаните. Те отбелязват, че преди разработването на сушата, процесите на свързване на биогенен метан и кислород до голяма степен протичат в хидросферата и по никакъв начин не се отразяват в атмосферата. Кислородът се свързва с органични остатъци във водата, а метанът се консумира от живите океански микроорганизми. Този сценарий царува на Земята до камбрийския период, тоест милиарди години. Авторите класифицират такава биосфера като маскираща. Използвайки телескопи, които са технологично достъпни за човечеството днес, е изключително трудно да се открие дори на разстояние от няколко десетки светлинни години.
Много хиляди кандидати за екзопланета са открити през последните години чрез използването на космически телескопи. Десетки от тях вече разполагат с данни за състава на атмосферата. Следващото поколение космически телескопи, като James Webb или TESS, ще започне да работи през следващите години. Те ще могат да получат данни за състава на атмосферите на сравнително малки планети, подобни на земята. По-рано се смяташе, че веднага след това, поради откриването на газове от биомаркер, ще бъде възможно уверено да се разбере дали има живот в съседни звездни системи.
Критиците на този подход посочиха Марс, където метанът се появява локално всяко лято, но все още не е възможно да се разбере дали е биогенен или не. Както отбелязват, наивно е да вярваме, че ще можем да разберем дали има живот в светлинни години от нас, ако не можем да кажем нищо със сигурност за съществуването му само на две или три светлинни минути от Земята. Новата работа показва, че телескопите в близко бъдеще могат само уверено да откриват силно напреднал живот, като този, който присъства на Земята през последните 500 милиона години. Останалите опции, като бактерии или протозои, все още са недостъпни за тях. Съдейки по нашата планета, това може да означава, че само малка част от всички съществуващи биосфери в близките звездни системи ще бъдат идентифицирани в обозримо бъдеще.
Промоционално видео: