Wenn Menschen gezwungen wären, die Erde zu verlassen, wo ist der nächstbeste Ort in unserem Sonnensystem, an dem wir leben können? Eine Studie der Universität von Puerto Rico in Arecibo hat eine quantitative Bewertung der Bewohnbarkeit geliefert, um die potenziellen Lebensräume in unserem Sonnensystem zu identifizieren. Professor Abel Mendez, der die Studie erstellte, untersuchte auch, wie sich die Bewohnbarkeit der Erde in der Vergangenheit verändert hat, und stellte fest, dass einige Perioden sogar besser waren als heute.
Mendez entwickelte eine quantitative Habitabilitätstheorie, um den aktuellen Zustand der terrestrischen Habitabilität zu bewerten und eine Basis für relevante Vergleiche mit vergangenen oder zukünftigen Klimaszenarien und anderen Planetenkörpern einschließlich extrasolarer Planeten zu erstellen.
"Es ist überraschend, dass es keine Einigung über eine quantitative Definition der Bewohnbarkeit gibt", sagte Mendez, ein Biophysiker. „Seit den 1970er Jahren gibt es in der Ökologie gut etablierte Messungen der Bewohnbarkeit, aber nur wenige neuere Studien haben bessere Alternativen für den Bereich der Astrobiologie vorgeschlagen, der sich stärker am mikrobiellen Leben orientiert. Keine der existierenden Alternativen aus den Bereichen Ökologie und Astrobiologie hat jedoch einen praktischen Ansatz auf planetarischer Ebene gezeigt. “
Seine Theorie basiert auf zwei biophysikalischen Parametern: der Bewohnbarkeit (H) als relatives Maß für das Lebenspotential einer Umwelt oder der Lebensraumqualität und der Wohnung (M) als relatives Maß für die Biodensität oder Belegung. Innerhalb der Parameter befinden sich physiologische und Umweltvariablen, die verwendet werden können, um Vorhersagen über die Verteilung und Häufigkeit potenzieller Lebensmittel (sowohl pflanzliches als auch mikrobielles Leben), Umwelt und Wetter zu treffen.
Das obige Bild zeigt einen Vergleich des potenziellen bewohnbaren Raums auf Erde, Mars, Europa, Titan und Enceladus. Die grünen Kugeln repräsentieren das globale Volumen mit der richtigen physischen Umgebung für die meisten terrestrischen Mikroorganismen. Auf der Erde umfasst die Biosphäre Teile der Atmosphäre, der Ozeane und des Untergrunds (hier eine Definition der Biosphäre). Die potenziellen globalen Lebensräume der anderen Planetenkörper befinden sich tief unter ihrer Oberfläche.
Enceladus hat das kleinste Volumen, aber das höchste Verhältnis von Lebensraum zu Planetengröße, gefolgt von Europa. Überraschenderweise hat Enceladus auch die höchste mittlere Bewohnbarkeit im Sonnensystem, obwohl es weiter von der Sonne und der Erde entfernt ist, was es schwieriger macht, dorthin zu gelangen. Mendez sagte, Mars und Europa wären der beste Kompromiss zwischen Lebenspotential und Zugänglichkeit.
"Verschiedene Planetenmodelle wurden verwendet, um die Bewohnbarkeit von Mars, Venus, Europa, Titan und Enceladus zu berechnen und zu vergleichen", sagte Mendez. „Interessanterweise war Enceladus das Objekt mit der höchsten unterirdischen Bewohnbarkeit im Sonnensystem, aber zu tief für eine direkte Erkundung. Mars und Europa waren der beste Kompromiss zwischen Bewohnbarkeit und Zugänglichkeit. Darüber hinaus ist es auch möglich, die globale Bewohnbarkeit eines in Zukunft entdeckten terrestrischen extrasolaren Planeten zu bewerten. Weitere Studien werden die Habitabilitätsdefinition um andere Umgebungsvariablen wie Licht, Kohlendioxid, Sauerstoff und Nährstoffkonzentrationen erweitern. Dies wird dazu beitragen, die Modelle zu erweitern, insbesondere auf lokaler Ebene, und somit ihre Anwendung bei der Bewertung von bewohnbaren Zonen auf der Erde und darüber hinaus zu verbessern. “
Studien über die Auswirkungen des Klimawandels auf das Leben sind interessant, wenn sie auf die Erde selbst angewendet werden. "Die biophysikalische Menge Standard Primary Habitability (SPH) wurde als Grundlage für den Vergleich der globalen Oberflächenbewohnbarkeit für Primärproduzenten definiert", sagte Mendez. „Der SPH ist immer eine Obergrenze für die Bewohnbarkeit eines Planeten, aber andere Faktoren können dazu beitragen, seinen Wert zu senken. Der aktuelle SPH unseres Planeten liegt nahe bei 0,7, aber er lag während verschiedener Paläoklima bis zu 0,9, beispielsweise während der späten Kreidezeit, als die Dinosaurier ausgestorben sind. Ich arbeite jetzt daran, wie sich die SPH unter der globalen Erwärmung ändern könnte. "
Die Suche nach bewohnbaren Umgebungen im Universum ist eine der Prioritäten des NASA Astrobiology Institute und anderer internationaler Organisationen. Mendez 'Studien konzentrieren sich auch auf die Suche nach Leben im Sonnensystem sowie auf extrasolare Planeten.
"Diese Arbeit ist wichtig, weil sie ein quantitatives Maß für den Vergleich der Bewohnbarkeit darstellt", sagte der NASA-Planetenwissenschaftler Chris McKay. "Es bietet eine objektive Möglichkeit, verschiedene Klima- und Planetensysteme zu vergleichen."
"Ich war erfreut zu sehen, dass Enceladus als Sieger hervorging", sagte McKay. "Ich habe seit einiger Zeit gedacht, dass es die interessanteste Welt für die Astrobiologie im Sonnensystem ist."
Mendez präsentierte seine Ergebnisse auf der Tagung der Abteilung für Planetenwissenschaften der American Astronomical Society Anfang dieses Monats.
Quelle: AAS DPS
