替代地球 - 维持生命的秘密

艺术家对岩石外延的印象 - 186f是一个最有希望的星球候选人可能是可居住的，但是如何与地球相比相似或不同，以便能够支持生活？

三亿年前，地球是一个非常不同的地方。阳光在其海洋和大陆上闪耀的太阳并不像今天那样明亮，而不是富氧气氛人类需要生存，甲烷在封装我们年轻地球的气体层中发挥了更大的作用。尽管他们的差异，但这种早期的地球和我们目前的人有一些重要的东西：他们都可以支持生活。

对于它的大部分存在，地球已经居住。但是，如果研究人员在那种年轻地球的气氛中分析，他们可能错过了生命的证据。

“地球已经有很多不同的东西，”滨江加州大学地球和行星科学系教授蒂莫西里昂说。“这是一个显着的故事，即我们的星球保持了这么久的居民。”

利昂抬头向美国宇航局天使天线学院的“替代地球”团队，研究人员在其45亿年的不同阶段在不同的阶段表征地球。

“我们正在寻找地球的过去，优化我们寻找生物的能力[生活中的化学指纹]超越我们的星球和太阳系之外，”他说。“它是我们最感兴趣的索波行星。”

目前，已知4,000多个已知的外产网和数千个等待的确认。科学家正在开发远程方法，看看这些行星是否可能居住，甚至居住。任何遥远的寿命的签名都很可能会发现属于外部展开的气氛的气体中。

艺术家的印象在30亿多年前的地球上可能看起来像是，当我们的星球是一个非常不同的地方，但仍然将主持人发挥为一个原始的生活方式。

虽然地球是宇宙中唯一已知的生活的地方，但是我们家庭星球上有许多其他的替代版本，因为整个时间都发生了变化，这也使生活生存和茁壮成长。

“超过四亿年，地球有海洋，我们大部分时间都有生活，但地球在整个历史上发生了如此深刻的变化，”里昂说。

通过替代地球研究计划，该团队能够“以其可居住和居住的地球的不同国家的这种收集的知识，并将这一了解更高 - 字面上 - 对遥远的星球的气氛。”

通过将地质，化学和生物学的数据组合在不同的时间段中，替代地球团队正在建模这些早期地球的大气在基于与生命的关系中看起来像是这样的。在潜在的海洋中。这种模拟古老气氛的能力并将学习的经验教训延伸到遥远的行星周围的大气中的课程对于寻找超出太阳系之外的潜在居住行星至关重要。

“地球已经教过许多不同的课程，”里昂说。“[我们的研究]不是在寻找另一个地球。更多关于寻找它是一个可以维持生命的行星的不同作品。一旦你知道这些过程在像地球这样的行星上做了什么，你可以将它们组装成可能或可能无法做同样的事情的无数其他行星场景。“

具体而言，该团队正在通过收集来自岩石的数据来研究三个不同的古代地球，以创造在那些时代地球地质，化学和生物学的图片。当最早的生活中最早的生活中，特别是使用光合作用的人们开始将氧气释放到大气中，章节从3.2到24亿岁之间的章节; 2.4至20亿年前，当“巨大的氧化事件”发生和氧气淹没的地球的大气和海洋时;当生活变得越来越复杂时，20亿到500万年前，为生物发展成为当今居住地球的生物的阶段。

“了解我们自己的星球的演变，包括稳定性的阶段以及动荡的剧集，是了解我们可能在宇宙中遇到的可居住行星和生活的普遍性的重要第一步，”斯蒂芬斯特森团队成员芝加哥大学。奥尔森专注于海洋与早期地球氛围之间的相互作用。

遥远的外延植物可能有不同的生物是现今的地球。美国宇航局的James Webb Space Telescope将能够探测Exoplanet气氛来寻找这些生物充分症。来自早期地球的生物炎，给我们一些线索来寻找什么？

研究人员还可以调整他们的行星模型，为可能有居住的外产上的外部网图创造无限数量的蓝图。例如，它们可以使用可以加速行星旋转的模型，调整其轴的倾斜，将所有大陆放入一个半球（或完全拆下它们），或者允许行星的一侧连续地面对其明星。大陆是海洋居住地的一个组成部分。通过陆地表面的风化，营养成分进入海洋，以滋养其中的生活，这些山地的位置和高度改变了这些营养素如何移动到海洋。

“这些因素也影响了海洋与大气之间的沟通，从而影响了海洋中生命的可检测性，”奥尔森说。“了解行星参数如何影响生物活性和海洋气氛的连接，可以帮助确定最有前途的外产寿命检测目标，这将是生物关键的假底片。”

假阴性的可能性 - 当外产上实际上有生命但寿命逃脱检测的签名 - 迷人的地球队。

在由乔治亚州科技克里斯·雷德哈德领导的2017篇论文中，替代地球队将追捕居住行星的假缘造成错误底片的危险。在寻求遥远的寿命期间，大气中甲烷和氧气的存在已被视为金标准。这两个气体不应以可观的数量共存，因为它们彼此迅速反应，但生物体可以在大气中不断补充它们，从而允许这种不平衡持续存在。

然而，如果研究人员在大多数情况下看待早期的地球，如果不是全部，其历史，他们可能无法在古老的氛围中检测到古老的含量和氧气，尽管有很多时间存在生活。

“探测”大气甲烷对于地球历史上最近25亿年的大部分历史，“Reinhard和同事写道”是有问题的。对于与海洋等海洋的岩石世界，这些气体可以在海洋中回收，而不是在大气中可检测到。这种可能性意味着“最有利于开发和维护普遍存在的生物圈的行星，例如具有风化大陆和浩瀚的海洋的人，通常会挑战使用传统的大气生物是”，他们写道。

另外，即使存在氧气和甲烷，它们也不一定是生命的产品。

氧气可以是光合作用的结果，微生物产生甲烷，但它们也可以通过光化学和地质过程形成。事实上，美国宇航局天使生物学研究所具有通过地质而不是生物反应来研究甲烷产量的团队。

“这些反应的产品可以在海洋世界中维持生命，但气体本身可能与生活无关，”里昂说。“如果没有严格的情况，你无法评估气体意味着什么。”

“我们通常将适用性视为二进制文件：一个星球可以支持生活，或者它不能，但可能存在频谱的适当关系，”奥尔森增加了。

氧气的代理

替代地球团队中的研究人员正在将他们对我们的行星不同状态的信息结合起来，并使用他们的数据和相关的计算机模拟来生成化学指纹或合成光谱的例子，科学家应该寻找在外产上。

利昂指向臭氧和季节性，在寻求其他行星上的生活中特别重要。

“我们是臭氧的大粉丝[O3]，因为它可以更容易地通过光谱技术检测而不是[分子]氧气[O2]”。他说。“我们希望寻找臭氧及其时间可变性作为O2及其季节性的代理。”

使用传统的生命检测方法发现可能的假阴性的发现推动了团队思考新的，也许更加强大的生命迹象。“这是最有趣的部分，”里昂说。

虽然O2可能一直难以从幼地远程检测，但是从O2形成的臭氧可能没有。这只是地球历史向我们选择用于终身检测的可能的外分离子体目标的许多方式的一个例子。

但是，如果天体毒力学家希望能够在外产上寻找臭氧，他们需要推动这些实验将包括在未来的任务中。

“我们只开始从其他行星中获取数据，”Lyons说。“将来获取来自这些行星的正确数据，我们现在需要开始计划。”