Ученые создали модель безжизненной Земли: она поможет искать следы жизни на экзопланетах
Ученые из Вашингтонского университета создали компьютерную модель Земли, в которой полностью исключили влияние живых организмов. Она показывает, как на протяжении миллиардов лет могли бы меняться атмосфера, поверхность и недра каменистой планеты, если бы на ней никогда не возникла жизнь. С такой моделью астрономы смогут проверять, можно ли объяснить состав атмосферы экзопланеты обычными геологическими и химическими процессами. Работа опубликована в The Planetary Science Journal.
При поиске жизни на экзопланетах ученые в первую очередь изучают состав их атмосфер. Проблема в том, что многие газы могут появляться и без участия организмов — например, из-за вулканизма, химических реакций или обмена веществом между поверхностью и недрами. Поэтому сначала нужно проверить, могут ли такой состав атмосферы создать процессы, никак не связанные с жизнью.
Исследователи взяли уже существовавшую модель, которая учитывала процессы в ядре, мантии и коре Земли, а также влияние излучения звезды. В новой версии к ней добавили поверхность и атмосферу. В расчетах учитывается обмен веществом между всеми этими областями и изменения планеты на протяжении пяти миллиардов лет — 4,5 миллиарда лет прошлого и еще 500 миллионов лет будущего. Жизнь из расчетов убрали полностью.
Для проверки модель рассчитали для Земли и сравнили результат с известными данными. Она воспроизвела 19 характеристик планеты, включая поток тепла через мантию.
«Эта модель поможет нам увидеть, как пригодные для жизни, но безжизненные планеты могут имитировать населенные», — рассказала ведущий автор работы Саманта Гилберт-Янизек.
На Земле кислород и метан постоянно пополняются живыми организмами, хотя эти газы реагируют друг с другом и со временем исчезают из атмосферы. Поэтому, если их одновременно обнаружат у экзопланеты в больших количествах, придется искать источник, который поддерживает такой состав. Сначала ученые проверят, могут ли его объяснить вулканизм, химические реакции или процессы в недрах.
Для конкретной каменистой экзопланеты в модель можно подставить известные параметры и посмотреть, какой состав атмосферы получится без участия жизни.
Модель также смогут использовать при подготовке будущих телескопов для изучения землеподобных экзопланет, в том числе Habitable Worlds Observatory — например, чтобы понять, какие атмосферные газы и их сочетания стоит искать в первую очередь.
Иллюстрация 852278-MCS via Wikimedia Commons
Самое популярное
