Hosszú milliárdok óta a földi élet jól el van álcázva a külső megfigyelőktől, mi pedig hasonló okokból véletlenül hiányolhatnánk más bolygók életét: ez még mindig túl egyszerű.
Az egyesült államokbeli kutatók azt a kérdést fontolgatták, hogy a Föld történelmének mely pontján hipotetikus idegen megfigyelő képes felfedezni az életet rajta. Számításaik szerint a bolygó történelmének csaknem 90 százaléka számára lakatlannak kellett volna lennie a külső megfigyelők számára. A megfelelő cikket az asztrobiológiában való közzététel céljából elküldtük, és szövege megtalálható a Cornell Egyetem preprint szerverén.
A tudósok arra voltak kíváncsiak, hogyan változott az oxigén, az ózon és a metán aránya a légkörben a bolygó történelme során. Ezeket a gázokat gyakran biomarkereknek nevezik, mert most a Földön biogén módon, vagyis az élő szervezetek aktivitásának eredményeként keletkeznek. E kutatócsoport szerint a Föld múltjában biogén úton is előállították őket. Kiderült, hogy az oxigén, az ózon és a metán aránya a Föld légkörében nagyon összetett törvények szerint változott, amelyeket külső csillagászati megfigyeléssel nehéz felismerni. Különösen a földi élet oxigéntermelése kezdődött több száz millió évvel azelőtt, hogy a szabad oxigén megjelenne a légkörben. Nagyon sokáig az elpusztult szerves anyagok oxidációjára fordították a baktériumok korábbi generációi által hagyott baktériumok, amelyek még nem termeltek oxigént.
A légkör metántartalma drámaian megváltozott a bolygó történelme során. Mielőtt nagy mennyiségű oxigén jelent volna meg, előfordulhat, hogy nincs olyan ózonréteg, amely megvédené a metánt az ultraibolya sugárzástól. Ezért a gáz molekuláinak élettartama abban az időben nagyon rövid volt. Az oxigén megjelenése után nőtt, csakúgy, mint a metán koncentrációja. Amint azonban az oxigéntartalom elérte a néhány százalékot, a metánkoncentráció ismét csökkent. Az oxigén és a vízgőz hozzájárult az OH - hidroxil gyökök képződéséhez, amelyek gyorsan elpusztítják a metán molekulákat. Amint a szerzők megjegyzik, kívülről, anélkül, hogy leszállnánk a bolygóra, vagy rendkívül pontos spektrumokat szereznénk, nehéz megérteni, hogy a fenti fázisok közül melyik a helyi légkör.
A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy legfeljebb 2,5 milliárd évvel ezelőtt a biogén oxigén és az ózon kívülről történő kimutatása a Föld gázburkolatában kizárt volt, és 2,5–0,5 milliárd évvel ezelőtt nagyon nehéz volt. Az oxigén megjelenése ellenére koncentrációja továbbra is alacsony maradt: tovább oxidálta a múlt korszakainak szerves anyagát. De a metánt az oxigén megjelenése, vagyis az elmúlt 2,5 milliárd év után gyakran irreális lenne csillagközi távolságokon észlelni. De még az esemény előtt is felfedezték, nehéz lenne magabiztosan kijelenteni ennek a gáznak a biogén eredetét. A Naprendszer, legalábbis a Titánon, metánt és hasonló szénhidrogéneket tartalmaz. De úgy gondolják, hogy ez a gáz szervetlen módon képződik ott.
A kutatók külön-külön a bioszférákra összpontosítanak, amelyek főleg az óceánokban találhatók. Megállapítják, hogy a földfejlődés előtt a biogén metán és az oxigén megkötésének folyamata nagyrészt a hidroszférában zajlik le, és semmilyen módon nem tükröződik a légkörben. Az oxigént a vízben lévő szerves hulladék köti meg, a metánt pedig élő óceán mikroorganizmusok fogyasztják. Ez a forgatókönyv uralkodott a Földön a kambriumi időszakig, vagyis évmilliárdokig. A szerzők egy ilyen bioszférát álcának minősítenek. Az emberiség számára ma technikailag elérhető teleszkópok segítségével rendkívül nehéz észlelni akár néhány tíz fényév távolságban is.
Az elmúlt években sok ezer exobolygó-jelöltet fedeztek fel űrtávcsövek segítségével. Közülük több tucatnak vannak már adatai a légkör összetételéről. Az űrtávcsövek következő generációja, mint például a James Webb vagy a TESS, a következő években kezdi meg munkáját. Adatokat szerezhetnek majd meglehetősen kicsi földszerű bolygók atmoszférájának összetételéről. Korábban azt hitték, hogy ezt követően azonnal, a biomarker-gázok kimutatása miatt, magabiztosan meg lehet tudni, hogy van-e élet a szomszédos csillagrendszerekben.
Ennek a megközelítésnek a kritikusai rámutattak a Marsra, ahol a metán minden nyáron helyben jelenik meg, de még nem sikerült megérteni, hogy biogén-e vagy sem. Mint megjegyzik, naivitás azt hinni, hogy képesek leszünk megérteni, hogy van-e élet fényéveken belül tőlünk, ha nem tudunk biztosat mondani a létezéséről, csak két vagy három fénypercnyire a Földtől. Az új munka azt mutatja, hogy a teleszkópok a közeljövőben magabiztosan csak magasan fejlett életet képesek észlelni, például azt, amely az elmúlt 500 millió évben jelen volt a Földön. A többi lehetőség, mint például a baktériumok vagy a protozoonok, még mindig nem elérhetőek számukra. Bolygónk alapján ez azt jelentheti, hogy a közeli csillagrendszerek összes létező bioszférájának csak egy kis része fog kiderülni belátható időn belül.
Promóciós videó: