人間が地球から逃げることを余儀なくされた場合、私たちが住むために私たちの太陽系の次の最良の場所はどこですか？アレシボのプエルトリコ大学による研究は、私たちの太陽系の潜在的な生息地を特定するために、居住性の定量的評価を提供しました。この研究を生み出したアベルメンデス教授は、地球の居住性が過去にどのように変化したかについても調べ、一部の期間は今日よりも優れていることを発見しました。
メンデスは、地球の居住性の現在の状態を評価し、過去または将来の気候シナリオや太陽系外惑星を含む他の惑星体との関連比較のベースラインを確立するために、定量的居住性理論を開発しました。
「居住性の定量的な定義に合意がないことは驚くべきことです」と生物物理学者のメンデスは言った。 「1970年代以降、生態学には定着性の評価基準が確立されていますが、微生物学に重点を置いた宇宙生物学分野のより良い代替案を提案している最近の研究はごくわずかです。しかし、生態学の分野から宇宙生物学への既存の代替案のどれも、惑星規模での実用的なアプローチを実証していません。」
彼の理論は2つの生物物理学的パラメーターに基づいています。環境の生息の可能性の相対的な尺度としての居住性（H）または生息地の質と、生物密度または占有の相対的な尺度としての居住（M）です。パラメータ内には、分布、および潜在的な食物（植物と微生物の両方）、環境、および天候の量を予測するために使用できる生理学的および環境的変数があります。
上の画像は、地球、火星、ヨーロッパ、タイタン、エンケラドスで利用可能な居住可能スペースの比較を示しています。緑の球は、ほとんどの陸生微生物にとって適切な物理的環境を備えた地球規模の体積を表しています。地球上では、生物圏には大気、海洋、地下の一部が含まれます（ここでは生物圏の定義です）。他の惑星体の潜在的な世界的な生息地はそれらの表面の深いところにあります。
エンケラドスは容積が最小ですが、生息地と惑星のサイズ比が最も高く、次にヨーロッパが続きます。驚くべきことに、エンケラドスは太陽と地球から遠く離れているため、太陽系での平均居住性も最も高く、到達するのが難しくなっています。メンデスは、火星とヨーロッパは生命の可能性とアクセシビリティの間の最良の妥協であると言いました。
「火星、金星、ヨーロッパ、タイタン、エンケラドスの居住可能性を計算して比較するために、さまざまな惑星モデルが使用されました」とメンデスは言いました。 「興味深いことに、エンケラドスは太陽系の中で地下の居住性が最も高い物体でしたが、直接探査するには深すぎます。火星とヨーロッパは居住性とアクセシビリティの間の最良の妥協として結果として生じました。さらに、将来的に検出された地球サイズの太陽系外惑星の地球上の居住性を評価することも可能です。さらなる研究により、居住性の定義が拡張され、光、二酸化炭素、酸素、栄養素の濃度などの他の環境変数が含まれるようになります。これは、特にローカルスケールでモデルを拡張するのに役立ち、地球上の居住可能なゾーンとそれ以降の居住可能ゾーンの評価におけるそのアプリケーションを改善します。」
気候変動が生命に及ぼす影響に関する研究は、地球そのものに適用すると興味深いものです。 「生物物理量の標準一次居住性（SPH）は、一次生産者の地球表面の居住性を比較するためのベースとして定義されました」とメンデスは言いました。 「SPHは常に惑星の居住可能性の上限ですが、他の要因がその値の低下に寄与している可能性があります。私たちの惑星の現在のSPHは0.7に近いですが、恐竜が絶滅した白亜紀後期などのさまざまな古気候の間、それは0.9に達しました。現在、SPHが地球温暖化の下でどのように変化するかについて取り組んでいます。」
宇宙の居住可能な環境の探索は、NASAの宇宙生物学研究所や他の国際機関の優先事項の1つです。メンデスの研究はまた、太陽系の生命や太陽系外惑星の探索にも焦点を当てています。
「この研究は、居住性を比較するための定量的尺度を提供するため、重要です」とNASAの惑星科学者クリスマッケイは述べました。 「それは異なる気候と惑星系を比較する客観的な方法を提供します。」
「エンケラドスが優勝したことを嬉しく思います」とマッケイは言った。 「私は、これが太陽系の宇宙生物学にとって最も興味深い世界であるとしばらく考えていました。」
メンデスは今月初めにアメリカ天文学会の惑星科学部門で彼の結果を発表しました。
出典：AAS DPS
