Jos ihmiset pakotettiin luopumaan maasta, missä on seuraava paras paikka aurinkojärjestelmässämme elää? Puerto Ricon yliopiston Arecibon tutkimus on antanut kvantitatiivisen arvioinnin asumiskelpoisuudesta aurinkokunnan mahdollisten elinympäristöjen tunnistamiseksi. Tutkimuksen valmistanut professori Abel Mendez tarkasteli myös sitä, kuinka Maan asettavuus on muuttunut aiemmin, ja havaitsi, että jotkut ajanjaksot olivat vielä parempia kuin nykyään.
Mendez kehitti kvantitatiivisen elinkykyteorian arvioidakseen maanpäällisen elinkykyisyyden nykytilaa ja luomaan perustan asiaankuuluville vertailuille aiempien tai tulevien ilmasto-skenaarioiden ja muiden planeettakappaleiden kanssa, mukaan lukien ekstrasolaariset planeetat.
"On yllättävää, että asumiskelpoisuuden kvantitatiivisesta määritelmästä ei ole päästy sopimukseen", sanoi biofyysikko Mendez. ”Ekologiassa on vakiintuneita asumiskelpoisuuden mittareita 1970-luvulta lähtien, mutta vain muutama viimeaikainen tutkimus on ehdottanut parempia vaihtoehtoja mikrobielämälle suuntautuneelle astrobiologian alalle. Mikään olemassa olevista vaihtoehdoista ekologian aloilta astrobiologiaan ei kuitenkaan ole osoittanut käytännöllistä lähestymistapaa planeettavaa'alla. "
Hänen teoriansa perustuu kahteen biofysikaaliseen parametriin: asumiskelpoisuus (H) suhteellisena mitattuna ympäristön elinpotentiaalille tai elinympäristön laadulle ja asuminen (M) suhteellisena mitattuna biologisen vedenkestävyyden tai käyttöasteen suhteen. Parametrien sisällä ovat fysiologiset ja ympäristön muuttujat, joita voidaan käyttää ennakoimaan potentiaalisen ruoan jakautumista ja runsautta (sekä kasvien että mikrobien elämää), ympäristöä ja säätä.
Yllä oleva kuva näyttää vertailun maapallolla, Marsissa, Euroopassa, Titanissa ja Enceladusessa käytettävissä olevasta asutettavissa olevasta tilasta. Vihreät pallot edustavat maailmanlaajuista tilavuutta, jossa on fysikaalinen ympäristö useimmille maanpäällisille mikro-organismeille. Maapallolla biosfääri sisältää ilmakehän, valtamerten ja maanpinnan osia (tässä on biosfäärin määritelmä). Muiden planeettakappaleiden potentiaaliset globaalit elinympäristöt ovat syvällä niiden pinnan alla.
Enceladus on pienin tilavuus, mutta suurin elinympäristön ja planeetan koon suhde seuraa Europa. Enceladussa on yllättäen myös korkein keskimääräinen asumisaste aurinkokunnassa, vaikka se on kaukana auringosta ja maasta, mikä vaikeuttaa pääsyä siihen. Mendez sanoi, että Mars ja Europa ovat paras kompromissi elämäpotentiaalin ja saavutettavuuden välillä.
"Erilaisia planeettamalleja käytettiin laskemaan ja vertaamaan Marsin, Venuksen, Europa, Titanin ja Enceladusin asettavuutta", Mendez sanoi. ”Mielenkiintoista on, että Enceladus sai aikaan objektin, jolla on suurin aurinkojärjestelmän maanalainen pinta-ala, mutta joka on liian syvä suoraa etsintää varten. Mars ja Europa olivat paras kompromissi asettavuuden ja saavutettavuuden välillä. Lisäksi tulevaisuudessa on mahdollista arvioida minkä tahansa havaitun maanpäällisen kokoisen ekstrasolaarisen planeetan globaali asumiskelpoisuus. Jatkotutkimukset laajentavat asettamiskelpoisuuden määritelmää kattamaan muut ympäristömuuttujat, kuten valo, hiilidioksidi, happi ja ravinnepitoisuudet. Tämä auttaa laajentamaan malleja, etenkin paikallisilla mittakaavoilla, ja parantaa siten sen käyttöä arvioitaessa asutettavissa olevia alueita maapallolla ja sen ulkopuolella. "
Ilmastomuutoksen vaikutuksia elämään koskevat tutkimukset ovat mielenkiintoisia, kun niitä sovelletaan itse maahan. "Biofysikaalinen määrä vakiona olevaa ensisijaista elinkykyä (SPH) määriteltiin perustana alkutuottajien maailmanlaajuisen pinta-asettavuuden vertailulle", Mendez sanoi. ”SPH on aina yläraja planeetan asumiskelpoisuudelle, mutta muut tekijät voivat osaltaan alentaa sen arvoa. Maapallon nykyinen SPH on lähellä 0,7, mutta se on ollut jopa 0,9 erilaisissa paleoklimaateissa, kuten myöhäisellä liitukauden aikana, jolloin dinosaurukset kuolivat sukupuuttoon. Pyrin nyt selvittämään, kuinka SPH voisi muuttua ilmaston lämpenemisessä. "
Asettavien ympäristöjen etsiminen maailmankaikkeudesta on yksi NASA: n Astrobiologiainstituutin ja muiden kansainvälisten järjestöjen painopistealueista. Mendezin tutkimuksissa keskitytään myös elämän etsimiseen aurinkokunnassa sekä ekstrasolaarisilla planeetoilla.
"Tämä työ on tärkeä, koska se tarjoaa kvantitatiivisen mitta-arvon asettavuuden vertaamiseksi", sanoi NASA: n planeettatutkijat Chris McKay. "Se tarjoaa objektiivisen tavan verrata erilaisia ilmasto- ja planeettajärjestelmiä."
"Olin iloinen siitä, että Enceladus tuli voittajaksi", McKay sanoi. "Olen jo jonkin aikaa ajatellut, että se oli mielenkiintoisin maailma aurinkokunnan astrobiologialle."
Mendez esitteli tuloksensa amerikkalaisen tähtitieteellisen seuran planeettatieteiden osastolla aiemmin tässä kuussa.
Lähde: AAS DPS
