Если люди были вынуждены покинуть Землю, то где нам лучше всего жить в нашей солнечной системе? Исследование, проведенное Университетом Пуэрто-Рико в Аресибо, обеспечило количественную оценку обитаемости для выявления потенциальных мест обитания в нашей солнечной системе. Профессор Абель Мендес, который подготовил исследование, также посмотрел на то, как обитаемость Земли изменилась в прошлом, обнаружив, что некоторые периоды были даже лучше, чем сегодня.
Мендес разработал Теорию количественной обитаемости, чтобы оценить текущее состояние земной обитаемости и установить основу для соответствующих сравнений с прошлыми или будущими климатическими сценариями и другими планетарными телами, включая внесолнечные планеты.
«Удивительно, что нет единого мнения о количественном определении обитаемости», - сказал Мендес, биофизик. «Начиная с 1970-х годов в экологии существуют общепризнанные показатели обитаемости, но лишь в нескольких недавних исследованиях были предложены лучшие альтернативы для области астробиологии, которая более ориентирована на микробную жизнь. Однако ни одна из существующих альтернатив от областей экологии до астробиологии не продемонстрировала практического подхода в планетарных масштабах ».
Его теория основана на двух биофизических параметрах: обитаемость (H), как относительная мера потенциала для жизни окружающей среды или качества среды обитания, и обитаемость (M), как относительная мера биоплотности или занятости. Внутри параметров находятся физиологические и экологические переменные, которые можно использовать для прогнозирования распределения и количества потенциальной пищи (как растений, так и микроорганизмов), окружающей среды и погоды.
На изображении выше показано сравнение потенциального обитаемого пространства на Земле, Марсе, Европе, Титане и Энцеладе. Зеленые сферы представляют глобальный объем с подходящей физической средой для большинства наземных микроорганизмов. На Земле биосфера включает в себя части атмосферы, океанов и недр (вот определение биосферы). Потенциальные глобальные места обитания других планетарных тел находятся глубоко под их поверхностью.
Энцелад имеет наименьший объем, но самое высокое соотношение размеров среды обитания и планеты, за которым следует Европа. Удивительно, но Энцелад также имеет наивысшую среднюю обитаемость в Солнечной системе, несмотря на то, что он находится дальше от Солнца и Земли, что затрудняет доступ к нему. Мендес сказал, что Марс и Европа будут лучшим компромиссом между жизненным потенциалом и доступностью.
«Для расчета и сравнения обитаемости Марса, Венеры, Европы, Титана и Энцелада использовались различные планетарные модели», - сказал Мендес. «Интересно, что Энцелад стал объектом с самой высокой способностью обитать в недрах Солнечной системы, но слишком глубоким для непосредственного исследования. Марс и Европа стали лучшим компромиссом между жилой застройкой и доступностью. Кроме того, также возможно оценить глобальную пригодность для любой обнаруженной внесолнечной планеты земного размера в будущем. Дальнейшие исследования расширят определение обитаемости, включив в него другие переменные среды, такие как концентрация света, углекислого газа, кислорода и питательных веществ. Это поможет расширить модели, особенно в локальных масштабах, и, таким образом, улучшить их применение при оценке пригодных для жизни зон на Земле и за ее пределами ».
Исследования о влиянии изменения климата на жизнь интересны применительно к самой Земле. «Биофизическая величина Стандартной Первичной Обитаемости (SPH) была определена как основа для сравнения глобальной обитаемости поверхности для первичных производителей», - сказал Мендез. «SPH всегда является верхним пределом обитаемости планеты, но другие факторы могут способствовать снижению ее стоимости. Текущая SPH нашей планеты близка к 0,7, но она была до 0,9 во время различных палеоклиматов, таких как в конце мелового периода, когда динозавры вымерли. Сейчас я работаю над тем, как SPH может измениться в условиях глобального потепления ».
Поиск обитаемой среды во Вселенной является одним из приоритетов Института астробиологии НАСА и других международных организаций. Исследования Мендеса также сосредоточены на поиске жизни в Солнечной системе, а также на планетах вне Солнца.
«Эта работа важна, потому что она обеспечивает количественную меру для сравнения обитаемости», - сказал Крис Маккей, ученый-планетатор НАСА. «Это обеспечивает объективный способ сравнения различных климатических и планетных систем».
«Я был рад видеть, как Энцелад победил», - сказал Маккей. «Я некоторое время думал, что это самый интересный мир для астробиологии в Солнечной системе».
Мендес представил свои результаты на заседании Отдела планетарных наук Американского астрономического общества в начале этого месяца.
Источник: ААС ДПС
