Gdyby ludzie zostali zmuszeni do opuszczenia Ziemi, to gdzie jest nasze następne najlepsze miejsce w naszym Układzie Słonecznym? Badanie przeprowadzone przez University of Puerto Rico w Arecibo dostarczyło ilościową ocenę zdolności do zamieszkania w celu zidentyfikowania potencjalnych siedlisk w naszym Układzie Słonecznym. Profesor Abel Mendez, który opracował badanie, przyjrzał się również zmianom warunków mieszkaniowych Ziemi w przeszłości, stwierdzając, że niektóre okresy były jeszcze lepsze niż obecnie.
Mendez opracował Teorię Habitability ilościową, aby ocenić aktualny stan siedliska lądowego i ustalić punkt odniesienia dla odpowiednich porównań z przeszłymi lub przyszłymi scenariuszami klimatycznymi i innymi ciałami planetarnymi, w tym planetami pozasłonecznymi.
„Zaskakujące jest to, że nie ma zgody co do ilościowej definicji siedliska” - powiedział biograf fizyk Mendez. „Od lat 70. XX wieku istnieją ugruntowane miary siedliska w ekologii, ale tylko kilka ostatnich badań zaproponowało lepsze alternatywy dla dziedziny astrobiologii, która jest bardziej zorientowana na życie mikrobiologiczne. Jednak żadna z istniejących alternatyw od ekologii do astrobiologii nie wykazała praktycznego podejścia w skali planet. ”
Jego teoria opiera się na dwóch parametrach biofizycznych: siedlisku (H), jako względnej miary potencjału życia środowiska lub jakości siedliska, oraz siedlisku (M), jako względnej miary biodegradacji lub zajętości. W ramach parametrów znajdują się zmienne fizjologiczne i środowiskowe, które można wykorzystać do prognozowania rozmieszczenia i liczebności potencjalnej żywności (zarówno życia roślinnego, jak i mikrobiologicznego), środowiska i pogody.
Powyższe zdjęcie pokazuje porównanie potencjalnej przestrzeni mieszkalnej dostępnej na Ziemi, Marsie, Europie, Tytanie i Enceladusie. Zielone kule reprezentują globalną objętość z właściwym środowiskiem fizycznym dla większości mikroorganizmów lądowych. Na Ziemi biosfera obejmuje części atmosfery, oceanów i podpowierzchni (oto definicja biosfery). Potencjalne globalne siedliska innych ciał planetarnych znajdują się głęboko pod ich powierzchnią.
Enceladus ma najmniejszą objętość, ale najwyższy wskaźnik wielkości siedliska-planety, a następnie Europa. Co zaskakujące, Enceladus ma również najwyższą średnią zdolność do zamieszkania w Układzie Słonecznym, mimo że znajduje się dalej od Słońca i Ziemi, co utrudnia dostęp do niego. Mendez powiedział, że Mars i Europa będą najlepszym kompromisem między potencjałem życia a dostępnością.
„Do obliczenia i porównania zamieszkiwania Marsa, Wenus, Europy, Tytana i Enceladusa użyto różnych modeli planetarnych” - powiedział Mendez. „Co ciekawe, Enceladus powstał jako obiekt o najwyższej podpowierzchniowej możliwości zamieszkania w Układzie Słonecznym, ale zbyt głęboko, aby można go było zbadać bezpośrednio. Mars i Europa są najlepszym kompromisem między zamieszkaniem a dostępnością. Ponadto w przyszłości można również ocenić globalną zamieszkalność każdej wykrytej planety pozasłonecznej o rozmiarach lądowych. Dalsze badania rozszerzą definicję zamieszkiwania o inne zmienne środowiskowe, takie jak światło, dwutlenek węgla, tlen i stężenie składników odżywczych. Pomoże to rozszerzyć modele, zwłaszcza w lokalnych skalach, a tym samym poprawić jego zastosowanie w ocenie stref mieszkalnych na Ziemi i poza nią. ”
Badania nad wpływem zmian klimatu na życie są interesujące, gdy dotyczą samej Ziemi. „Ilość biofizyczna Standardowa pierwotna siedlisko pierwotne (SPH) została zdefiniowana jako podstawa do porównania globalnej zamieszkalności powierzchniowej dla głównych producentów”, powiedział Mendez. „SPH stanowi zawsze górną granicę zdolności do zamieszkania na planecie, ale inne czynniki mogą przyczynić się do obniżenia jej wartości. Obecna SPH na naszej planecie jest bliska 0,7, ale osiągnęła 0,9 podczas różnych paleoklimatów, takich jak późny okres kredy, kiedy wyginęły dinozaury. Pracuję teraz nad tym, jak SPH może się zmienić w ramach globalnego ocieplenia. ”
Poszukiwanie środowisk mieszkalnych we wszechświecie jest jednym z priorytetów Instytutu Astrobiologii NASA i innych organizacji międzynarodowych. Badania Mendeza koncentrują się także na poszukiwaniu życia w Układzie Słonecznym, a także na planetach pozasłonecznych.
„Ta praca jest ważna, ponieważ zapewnia pomiar ilościowy do porównania zamieszkiwania” - powiedział Chris McKay, planetolog z NASA. „Zapewnia obiektywny sposób porównywania różnych systemów klimatycznych i planetarnych”.
„Cieszyłem się, że Enceladus wyszedł ze zwycięzcy” - powiedział McKay. „Przez pewien czas myślałem, że to najciekawszy świat dla astrobiologii w Układzie Słonecznym”.
Mendez zaprezentował swoje wyniki na spotkaniu Wydziału Nauk Planetarnych Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego na początku tego miesiąca.
Źródło: AAS DPS
