Cauți un alt Pământ? Căutați dioxid de carbon scăzut

Unde s-a dus tot CO2-ul? —

În propriul nostru sistem solar, Pământul are mult mai puțin CO₂ concentrații decât vecinii săi.

Ce trebuie să găsim dacă vrem să descoperim un alt Pământ? Dacă o exoplanetă este prea departe pentru ca chiar și cele mai puternice telescoape să caute direct apă sau anumite biosemnături, există altceva care ne poate spune despre posibilitatea locuibilitatea? Răspunsul ar putea fi dioxidul de carbon.

Condusă de Amaury Triaud și Julien de Wit, o echipă internațională de cercetători propune acum că absența CO₂ în atmosfera unei planete crește potențial șansele de apă lichidă pe suprafața ei. Atmosfera proprie a Pământului este epuizat de CO₂. Spre deosebire de Marte uscat și Venus, care au concentrații mari de CO₂ în atmosfera lor, oceanele de pe planeta noastră au scos cantități imense de dioxid de carbon din atmosferă, deoarece gazul se dizolvă în apă. CO₂ deficitele în atmosferele exoplanetelor ar putea însemna același lucru.

O altă moleculă ar putea fi un semn al unei planete locuibile: ozonul. Multe organisme de pe Pământ (în special plantele) respiră dioxid de carbon și eliberează oxigen. Acest oxigen reacționează cu lumina soarelui și devine O₃, sau ozon, care este mai ușor de detectat decât oxigenul atmosferic. Prezența ozonului și absența dioxidului de carbon ar putea însemna o planetă locuibilă, și chiar locuită.

Cineva – sau ceva – acolo?

Există o diferență între o planetă care orbitează în ceea ce este considerat o zonă locuibilă și locuibilitatea reală. Habitabilitatea este definită de cercetători ca „capacitatea unei planete de a reține rezervoare mari de apă lichidă de suprafață”, așa cum afirmă ei într-un studiu publicat recent în Nature Astronomy.

Demonstrarea că apa există cu adevărat s-ar putea face ipotetic în mai multe moduri. Problema este că majoritatea telescoapelor existente, oricât de avansate ar fi, sunt incapabile să le scoată pe toate. Găsirea apei lichide de la ani lumină distanță nu este la fel de ușoară ca a vedea sclipirea unui lac, deși acest lucru este posibil la distanțe scurte, precum cele din propriul nostru sistem solar. (Când lumina soarelui se reflectă pe un corp de lichid de suprafață, ceea ce oamenii de știință se referă ca „sclipire” poate fi văzut, așa cum lacurile și oceanele de pe Luna lui Saturn Titan au fost descoperite.)

Dincolo de apă, sunt și alți factori care ar putea determina locuibilitatea. Pe lângă proprietățile atmosferice, acestea includ (dar nu se limitează la) orbita unei planete, tectonica plăcilor, câmpurile magnetice și modul în care este afectată de steaua sa.

Când mai puțin înseamnă mai mult

Triaud, de Wit și echipa lor susțin că merită să încercăm să identificăm planete potențial locuibile care aparțin unui sistem similar cu al nostru. Dacă există un sistem cu mai multe planete terestre care sunt apropiate ca mărime și au atmosfere, acest lucru face posibilă compararea conținutului de dioxid de carbon din atmosferele lor și să vedem dacă există un deficit semnificativ la una sau mai multe planete în comparație cu celelalte.

În timp ce un CO₂ deficitul nu este o garanție că există apă lichidă la suprafață, ar trebui să ofere oamenilor de știință motive să observe planeta sau planetele în cauză mai îndeaproape. Nu trebuie să privim departe de Pământ pentru a vedea de ce are sens. Nu numai că cea mai mare parte din dioxidul de carbon din atmosfera planetei noastre a fost epuizat de oceanele sale, dar tectonica plăcilor îl îngroapă și în crustă. Cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă timpurie a Pământului care a ajuns prins în roci este aproape egală cu cantitatea de CO₂ în întreaga atmosferă a lui Venus.

Există un alt avantaj în căutarea acestui deficit. Pentru că este un absorbant deosebit de puternic al luminii infraroșii, CO₂ este destul de ușor de detectat. Telescoapele care există astăzi, inclusiv telescopul James Webb de la NASA și telescopul foarte mare de la ESO, precum și viitorul telescop Extremely Large de la ESO, au viziune în infraroșu care poate căuta cu ușurință CO₂ semnături.

Și dacă am găsi o planetă care a arătat un deficit de CO₂ si prezenta ozonului? Cercetătorii cred că combinația dintre ambele ar putea însemna nu doar câteva forme de viață microbiană, ci, cel puțin ipotetic, o planetă plină de organisme.

„Viața pe Pământ modelează planeta”, a spus echipa a spus in acelasi studiu. „Viața care modelează planeta este cu adevărat ceea ce urmăresc astronomii.”

Nature Astronomy, 2023. DOI: 10.1038/s41550-023-02157-9