Недавно, учёные обнаружили источник естественных аэрозольных частиц в атмосфере Земли, которые играют важную роль в формировании облаков. Эти частицы, известные как «климатически-активные органические аэрозоли», представляют собой пары, состоящие из крупных молекул, которые содержат почти одинаковое количество углерода, водорода и кислорода.
Международная научно-исследовательская группа обнаружила, что эти пары образуются после попадания в воздух промышленных выбросов. Пары конденсируются на мелких частицах, что приводит к увеличению их размеров. В конечном итоге, они становятся настолько большими, что приводят к заметным изменениям в атмосфере — они отражают солнечный свет и выступают в качестве ядер для дальнейшего формирования облаков.
Статья, посвящённая результатам исследования, которая была недавно опубликована в журнале «Nature», описывает механизм того, как антропогенная деятельность человека на Земле может влиять на процессы возникновения таких частиц, которые играют чрезвычайной важную роль в процессах, определяющих климатическую обстановку на нашей планете.
Данное исследование чрезвычайно полезно для астробиологов, интересующихся связями между биосферой и климатом Земли, в частности тем, как изменения климата могут повлиять на будущие условия жизни на нашей планете. Какую роль играют подобного рода исследования в сравнительной планетологии и поисках жизни все Земли?
Новое исследование показывает, что жизнь на Земле может оказывать значимый эффект на состав и специфику процессов атмосферы Земли. В настоящее время идентифицировано более тысячи экзопланет на орбитах вокруг отдалённых звезд. Учёные исследуют методы, которые могли бы использоваться для более детального изучения атмосферы этих планет. Конечная цель заключается в идентификации в атмосфере «биоподписей», указывающих на существование инопланетной жизни.
Корреспонденты журнала «Astrobiology» беседовали с доктором Nancy Kiang из Goddard Institute for Space Studies о перспективах использования климатически-активных органических аэрозолей в качестве «биоподписей». Доктору Kiang нет равных в вопросах, касающихся взаимодействий между биосферой Земли и атмосферой. Она весьма подробно объяснила, как эти взаимодействия могут производить признаки жизни в глобальных масштабах.
Прежде всего, сами растения могут обеспечивать «биоподписи» на экзопланетах. Если наблюдать за тем, как свет от звезды отражается от поверхности экзопланеты, которой теоретически может быть свойственен растительный покров, то можно фактически «увидеть» эти растения по тому, как их хлорофилл поглощает свет. Это спектральная подпись известна как «красная граница растительности».
По словам Kiang, спутники могут видеть эту биоподпись, определяя тем самым, где именно на планете находится растительность. Загвоздка в том, что растения способствуют образованию облаков посредством испарения влаги из почвы, которая попадает обратно в атмосферу.
Kiang привела несколько мест на Земле, где можно увидеть этот процесс. Например, сильные обильные осадки над тропическими лесами и формирование облаков «не пастбищной растительностью», которая произрастает вдоль 1833-километрового Австралийского забора для защиты от кроликов.
По словам Kiang, облака способны скрывать растительность и от телескопов, ищущих проявления фотосинтеза на экзопланетах. Она отмечает, что благодаря органическим аэрозолям у растений появился ещё один способ «прятаться» посредством формирования облачных масс.
Астрономам крайне сложно изучить химический состав облаков и туманов из-за того, что они рассеивают свет. Например, данные «Хаббл» показали наличие облаков на планете GJ1214b, однако учёные не могу сказать, представлены они водой или другими химическими соединениями.
Атмосферный кислород, образующийся в результате фотосинтеза, на сегодняшний день является самой сильной планетарной «биоподписью».
