Satelliten verfolgen den grünen Wandel mit den Erdjahreszeiten.
Wissenschaftler haben es geschafft, Dutzende von bewohnbaren Planeten außerhalb des Sonnensystems zu finden, und viele andere warten auf ihre Entdeckung. Aber gibt es jemanden und wie findet man Leben jenseits der Erde?
Die Jagd nach dem Leben in Welten, die nicht besucht werden können, beginnt mit der Suche nach biologischen Produkten in den atmosphärischen Schichten. Diese Ausdrucke werden als Biosignale bezeichnet. Sie planen, sie mit Teleskopen der nächsten Generation zu befestigen, die die Zusammensetzung der Gase um die Planeten messen.
Dies ist ein komplexer Prozess, da Biosignale, die auf Einzelmessungen von atmosphärischen Gasen basieren, irreführend sein können. Um die Marker zu ergänzen, haben wir uns entschlossen, die erste quantitative Struktur für dynamische Biosignale zu erstellen, die auf saisonalen Veränderungen in der Erdatmosphäre basiert.
Die Erde dreht sich um die Sonne, und die geneigte Achse bewirkt, dass verschiedene Gebiete zu verschiedenen Jahreszeiten mehr Strahlen erhalten. Die auffälligsten Anzeichen sind Wetteränderungen und die Dauer der Tage. Es gibt jedoch einen Einfluss auf die atmosphärische Zusammensetzung. Auf der nördlichen Hemisphäre (die den größten Teil der Vegetation enthält) führt das Pflanzenwachstum im Sommer zu einem geringeren Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre. Das Gegenteil wird für Sauerstoff wiederholt.
Atmosphärische Saisonalität ist ein vielversprechendes Biosignal, wie es in fremden bewohnten Welten wiederholt werden kann. Ein Hinweis auf saisonales Leben erfordert kein detailliertes Verständnis der fremden Biochemie, da es sich um eine biologische Reaktion auf jahreszeitliche Veränderungen in der Umwelt handelt und nicht um eine bestimmte biologische Aktivität, die für die Erde einzigartig sein kann. Darüber hinaus können extrem elliptische Bahnen anstelle einer axialen Neigung zu Saisonalität auf Exoplaneten führen, wodurch die Reichweite der Ziele erweitert wird. Die Studie identifizierte Möglichkeiten und Fallstricke im Zusammenhang mit der saisonalen Bildung und Zerstörung von Sauerstoff, Kohlendioxid, Methan und deren Identifizierung mittels Spektroskopie. Simuliert auch die Schwankungen des Luftsauerstoffs auf einem lebensfähigen Planeten mit niedrigem Sauerstoffgehalt, wie es vor Milliarden von Jahren war. Es stellte sich heraus, dass Ozon ein leichter messbarer Marker für die saisonale Sauerstoffvariabilität ist.
Das Problem wird durch falsche Signale verursacht, die sich überhaupt nicht auf das Leben beziehen. Tatsache ist, dass Sauerstoff und Methan vielversprechende Biosignale sind, aber auf verschiedene Weise und ohne Beteiligung lebender Organismen gebildet werden können. Eine potenziell leistungsfähige Suchmethode ist die atmosphärische Analyse, um Änderungen der Biosignale im Laufe des Jahres aufzuzeichnen. Besonders interessant ist die Perspektive der Eigenschaften von Sauerstoffschwankungen in den frühen Niveaus, die in der antiken Version der Erde zu erwarten sind.
