Вчені з’ясували, як виглядала Земля в різні геологічні епохи при погляді на неї з космічних відстаней. Кажучи точніше, їх цікавило, який спектральний слід лишає та чи інша рослинність, від перших примітивних мохів до густих листяних лісів. Цю інформацію астрономи сподіваються використовувати для пошуку населених світів.
Подробиці дослідження викладені в науковій статті, опублікованій в журналі Astrobiology Джеком О’Маллей-Джеймсом (Jack О’malley-James) і Лізою Кальтенеггер (Lisa Kaltenegger) з Корнеллського університету.
Ще у 1990 році космічний апарат “Галілео”, надісланий до Юпітера, зробив знімки Землі з відносно великої відстані. Вчені бажали зрозуміти, як рідний дім людства виглядає для віддаленого спостерігача. Вони виявили своєрідний спектральний “відбиток” в ультрафіолетовому, видимому і інфрачервоному діапазоні, викликаний рослинністю.
“Сигнал, виявлений Galileo для Землі, був схожий на той, який може спостерігатися від екзопланети в іншій зоряній системі, але, звичайно ж, Galileo був набагато ближче до нас”, – пояснює О’Маллей-Джеймс.
Астрономічні інструменти швидко еволюціонують, і телескопи, які готуються до запуску в найближчі роки, будуть прицільно розглядати найцікавіші світи. У зв’язку з цим цікаво, що вони повинні побачити, щоб астрономи сказали: “Ага, тут же є рослинність!”. Адже, зрозуміло, інструмент не зможе безпосередньо побачити, чи планета покрита лісами.
Щоб з’ясувати це, автори змоделювали спектри планети з земною атмосферою і різним рослинним покривом. Повітряна оболонка була розділена на 60 тонких шарів висотою від нуля до ста кілометрів над поверхнею. Кожному з них були приписані власні параметри поглинання і відбиття електромагнітних хвиль. Спектр розраховувався для високого дозволу: передбачалося, що приймач здатний розрізняти деталі шириною 0,1 хвильового числа.
Автори варіювали площу океану, суші і рослинного покриву у відповідності з геологічною епохою. Наприклад, 475 мільйонів років тому лише 10% суші було вкрите зеленню, а зараз – 60%. Змінювався і склад рослинності. У моделюванні вважалося, що в давні епохи, аж до 300 мільйонів років тому, переважаючим типом рослин були мохи. Період 300-65 мільйонів років тому припав на панування папоротей. Після цього їх змінили голонасінні і квіткові рослини.
Автори очікувано завершили, що для слабо “озелененої” ранньої Землі сигнал про наявність рослинності незначний. Найбільш вражаючою у цьому відношенні виявилася нинішня епоха. При її моделюванні 70% поверхні планети вважалося океаном, 2% узбережжям і 28% власне сушею. У свою чергу, суша була на 60% покрита рослинністю, на 9% гранітом, на 9% базальтом, на 15% снігами і на 7% пісками.
Однак автори не просто прийшли до висновку, що, коли багато рослинності, її добре видно, а коли мало, то погано. Вони розрахували конкретні особливості спектра для нашої планети різних епох, які можуть служити орієнтиром для астрономів.
Звичайно, ми не можемо заздалегідь знати, як влаштована біосфера інших планет. Не виключено, що вона буде мати дуже мало спільного з земною. Але спроба перевірити всі можливості нагадувала б анекдотичний спосіб знайти лева в пустелі: треба просіяти пустелю крізь сито, і в ситі залишиться лев. Пошуки лева ефективніше починати з того місця, де його востаннє бачили, а пошуки життя – з світів, схожих на Землю. Втім, астрономи не скидають з рахунків і куди більше екзотичні куточки Всесвіту.