Учёные смоделировали Землю без жизни для поиска обитаемых миров
Модель описывает, как могла бы развиваться каменистая планета без биологических процессов. Она должна помочь отделять атмосферные признаки жизни от изменений, которые объясняются геологией.
Планетолог Саманта Гилберт-Янизек из Калифорнийского университета в Риверсайде разработала компьютерную модель каменистой планеты без жизни. В качестве исходного сценария она просчитала, какой была бы Земля, если бы на ней никогда не возникла жизнь.
Задача модели — помочь в интерпретации атмосфер экзопланет. Живые организмы меняют состав атмосферы, однако часть газов может появляться и без участия биологии — в результате геологических процессов. Поэтому одного обнаружения определённых соединений недостаточно, чтобы уверенно говорить о жизни на другой планете.
Расчёт охватывает период от формирования Земли 4,5 млрд лет назад до 500 млн лет в будущем. В полученном сценарии мир остаётся безжизненным, но сохраняет океаны и атмосферу.
Модель учитывает 19 небиологических свойств каменистой планеты. Среди них — количество энергии, получаемой от звезды, перенос тепла и химических веществ от ядра к поверхности, а также выделение некоторых газов из недр. Работа развивает более раннюю модель Рори Барнса из Вашингтонского университета, описывавшую ядро, мантию и кору; в новую версию добавили поверхность и атмосферу.
Исследователи смогут подставлять в расчёт параметры конкретной планеты и сравнивать результат с наблюдаемым спектром её атмосферы. Если модель безжизненного мира воспроизводит наблюдения, это будет означать, что состав атмосферы можно объяснить без жизни. Если же предсказание не совпадает с данными, такая планета станет кандидатом для дальнейших исследований, хотя само по себе расхождение не будет доказательством существования жизни.
Для сравнения с моделью предполагается использовать данные космического телескопа James Webb, а в дальнейшем — будущих наземных телескопов с зеркалами более 30 метров и планируемой обсерватории NASA Habitable Worlds Observatory.