Crédito: L. Hustak y J. Olmsted (STScl).
La búsqueda de signos de vida en exoplanetas depende en gran medida de nuestra capacidad para detectar firmas biológicas clave dentro de la atmósfera de un planeta. Entre los marcadores potenciales para la vida en atmósferas de exoplanetas está el oxígeno molecular (O2 ) y el ozono (O3 , un subproducto de los procesos fotoquímicos en la estratosfera de la Tierra). Estos son los focos de muchos estudios espectroscópicos basados en el espacio y la tierra porque su abundancia en la atmósfera de la Tierra es fuertemente controlado por la biología. Los factores importantes para determinar el uso apropiado de firmas biológicas basadas en oxígeno en la búsqueda de vida extraterrestre incluyen cómo se formó la atmósfera rica en oxígeno de la Tierra y cómo evolucionará y se descompondrá en el futuro.
El modelo reciente de Kazumi Ozaki de la Universidad de Toho, Japón, y Christopher Reinhard de Georgia Tech, combina modelos biogeoquímicos y climáticos para investigar la escala de tiempo geológica de la atmósfera rica en oxígeno en la Tierra. Este trabajo se basa en estudios previos que rastrearon el carbono, el oxígeno, el fósforo y el azufre mediante la incorporación de un ciclo de metano global acoplado y su impacto radiativo como gas de efecto invernadero. Además, el modelo considera las reacciones redox entre la corteza terrestre y el manto para evaluar los procesos planetarios en curso, como la tectónica de placas y la desgasificación del manto, como factores adicionales que afectan los niveles de oxígeno atmosférico. Los resultados de su modelo sugieren que en un billón de años, los niveles de oxígeno en la atmósfera terrestre serán menos del 10% del valor actual, y posiblemente menos del 1% en gran parte debido al calentamiento de la superficie debido al aumento de la luminosidad solar. Los autores también señalan que su modelo comienza con una biosfera terrestre robusta, que puede no ser representativa de muchos exoplanetas habitables. Sin embargo, los resultados del modelo de análisis sin biosferas terrestres no se desviaron significativamente de sus hallazgos originales de una vida útil futura en billones de años para la atmósfera rica en oxígeno de la Tierra.
Estos resultados implican que el marcador de habitabilidad del oxígeno molecular en una atmósfera rica en oxígeno solo puede detectarse durante una fracción de tiempo a lo largo de la historia de un exoplaneta, por ejemplo, aproximadamente el 20–30% de la vida total habitable de la Tierra. En otras palabras, la ausencia de marcadores atmosféricos ricos en oxígeno en detecciones remotas de exoplanetas no necesariamente descarta el potencial de vida pasada o futura y podría conducir a una conclusión falsa negativa en la búsqueda de vida. De esta manera, el estudio destaca la importancia de mejorar los modelos del equilibrio redox entre los interiores planetarios y las biosferas superficiales, así como evaluar la habitabilidad potencial de exoplanetas sin biofirmas obvias relacionadas con el oxígeno en sus atmósferas actuales. LEER MÁS