Monien miljardien vuosien ajan elämä maapallolla oli hyvin naamioitu ulkopuolisilta tarkkailijoilta, ja me puolestaan voisimme vahingossa kaipaamaan elämää muilla planeetoilla vastaavista syistä: se on edelleen liian yksinkertaista.
Yhdysvaltalaisten tutkijoiden mielestä kysymys siitä, missä vaiheessa maapallon historiaa hypoteettinen ulkomaalainen tarkkailija voisi havaita sen elämän. Heidän laskelmiensa mukaan melkein 90 prosentilla maapallon historiasta sen olisi pitänyt näyttää asumattomalta ulkopuolisilta tarkkailijoilta. Vastaava artikkeli lähetetään julkaistavaksi astrobiologiassa, ja sen teksti löytyy Cornellin yliopiston preprint-palvelimelta.
Tutkijat ihmettelivät, kuinka hapen, otsonin ja metaanin suhde ilmakehässä muuttui koko planeetan historian ajan. Näitä kaasuja kutsutaan usein biomarkkereiksi, koska ne muodostuvat nyt maan päällä biogeenisesti eli elävien organismien toiminnan seurauksena. Tämän tutkijaryhmän mukaan maapallon aikaisemmin niitä tuotettiin myös biogeenisesti. Kävi ilmi, että hapen, otsonin ja metaanin suhde maapallon ilmakehässä vaihteli hyvin monimutkaisten lakien mukaan, joita on vaikea havaita ulkoisella tähtitieteellisellä havainnolla. Erityisesti maanpäällinen elämä aloitti hapen tuotannon satoja miljoonia vuosia ennen vapaan hapen ilmestymistä ilmakehään. Hyvin pitkään kaikki se käytettiin menneiden sukupolvien bakteerien jäljellä olevan kuolleen orgaanisen aineen hapettumiseen, jotka eivät vielä olleet tuottaneet happea.
Ilmakehän metaanipitoisuus on muuttunut dramaattisesti koko planeetan historian ajan. Ennen kuin suuria määriä happea ilmestyi, ei ehkä ole otsonikerrosta, joka suojaisi metaania ultraviolettisäteilyltä. Siksi tämän kaasun molekyylien käyttöikä tuolloin oli hyvin lyhyt. Hapen ilmaantumisen jälkeen se kasvoi, samoin kuin metaanin pitoisuus. Heti kun happipitoisuus saavutti muutaman prosentin, metaanipitoisuus laski taas. Happi ja vesihöyry myötävaikuttivat • OH - hydroksyyliradikaalien muodostumiseen, jotka tuhoavat nopeasti metaanimolekyylit. Kuten kirjoittajat huomauttavat, ulkopuolelta on vaikea ymmärtää, mikä yllä olevista vaiheista on paikallinen ilmakehä, laskeutumatta planeetalle tai saamatta erittäin tarkkoja spektrejä.
Kirjoittajat tulivat siihen tulokseen, että jopa 2,5 miljardia vuotta sitten biogeenisen hapen ja otsonin havaitseminen maapallon kaasuvaipassa ulkopuolelta suljettiin pois ja 2,5–0,5 miljardia vuotta sitten se oli hyvin vaikeaa. Hapen ulkonäöstä huolimatta sen pitoisuus pysyi edelleen alhaisena: se jatkoi aikaisempien aikakausien orgaanisen aineen hapettamista. Mutta metaania hapen ilmaantumisen jälkeen, toisin sanoen kaikki viimeiset 2,5 miljardia vuotta, olisi usein epärealistista havaita tähtienvälisillä etäisyyksillä. Vaikka olisikin löytänyt sen ennen tätä tapahtumaa, olisi vaikea ilmoittaa itsevarmasti tämän kaasun biogeenistä alkuperää. Ainakin Titanin aurinkokunta sisältää metaania ja vastaavia hiilivetyjä. Mutta uskotaan, että tämä kaasu muodostuu siellä epäorgaanisella tavalla.
Tutkijat asuvat erikseen biosfääreissä, jotka sijaitsevat pääasiassa valtamerissä. He huomauttavat, että ennen maankehitystä biogeenisen metaanin ja hapen sitoutumisprosessit tapahtuvat suurelta osin hydrosfäärissä, eivätkä ne heijastu ilmakehässä millään tavalla. Happi sitoutuu vedessä olevaan orgaaniseen jätteeseen, ja metaani kuluttaa eläviä valtameren mikro-organismeja. Tämä skenaario hallitsi maapalloa Kambriumian ajanjaksoon saakka, siis miljardeja vuosia. Kirjoittajat luokittelevat tällaisen biosfäärin naamioituneeksi. Käyttämällä ihmiskunnan nykyään teknisesti saatavilla olevia teleskooppeja on äärimmäisen vaikea havaita niitä jopa muutaman kymmenen valovuoden etäisyydellä.
Avaruusteleskooppien avulla on viime vuosina löydetty tuhansia eksoplaneettojen ehdokkaita. Kymmenillä heistä on jo tietoja ilmakehän koostumuksesta. Seuraavan sukupolven avaruusteleskoopit, kuten James Webb tai TESS, aloittavat työnsä lähivuosina. He pystyvät saamaan tietoja melko pienten maan kaltaisten planeettojen ilmakehän koostumuksesta. Aikaisemmin uskottiin, että heti tämän jälkeen biomarkkerikaasujen havaitsemisen vuoksi olisi mahdollista luotettavasti selvittää, onko naapurimaisissa tähtijärjestelmissä elämää.
Tämän lähestymistavan kriitikot viittasivat Marsiin, jossa metaania esiintyy paikallisesti joka kesä, mutta ei ole vielä pystytty ymmärtämään, onko se biogeenistä vai ei. Kuten he huomauttavat, on naiivista uskoa, että pystymme ymmärtämään onko elämää valovuosien päässä meistä, ellei emme voi sanoa mitään varmuutta sen läsnäolosta vain kahden tai kolmen valo minuutin päässä Maasta. Uusi työ osoittaa, että kaukoputket voivat lähitulevaisuudessa luotettavasti havaita vain pitkälle kehittyneen elämän, kuten se, joka on ollut maapallolla viimeisten 500 miljoonan vuoden ajan. Muita vaihtoehtoja, kuten bakteereja tai alkueläimiä, ei vielä ole heille saavutettavissa. Planeettamme perusteella arvioituna tämä voi tarkoittaa, että vain pieni osa kaikista läheisten tähtijärjestelmien olemassa olevista biosfääreistä tunnistetaan lähitulevaisuudessa.
Mainosvideo: