地球外生命の探索に関して言えば、科学者は少し地球中心的である傾向があります。つまり、科学者は私たちの惑星に似ている惑星を探します。これは理解できることです。私たちが知っている、地球が生命を支える唯一の惑星であることを考えると、その結果、地球外生命体を探している人々は、自然界で地球（岩が多い）で、星の居住可能ゾーン内を周回し、表面に十分な水がある惑星を探しています。
科学者たちは、数千の太陽系外惑星を発見する過程で、実際には多くが「水の世界」（質量の最大50％が水である惑星）である可能性があることを発見しました。これは当然のことながらいくつかの質問を引き起こします。たとえば、水の量が多すぎる、土地が多すぎることも問題になるのでしょうか。これらに対処するために、ハーバードスミソニアン天体物理学センター（CfA）の2人の研究者が、水と陸の質量の比率が生命にどのように寄与できるかを調べる研究を行いました。
研究–「生物活動の惑星の地表水の割合への依存性」 天文ジャーナル– CfAの理論および計算研究所（ITC）のポスドク研究員であるManasvi Lingamと、ハーバード大学のITCおよびフランクB.ベアードジュニア科学委員長のディレクターであるアブラハムローブが執筆しました。
まず、リンガムとローブは、天文学と太陽系外惑星の研究で主要な役割を果たしてきた人類原理の問題に取り組みます。要するに、この原則は、地球上の条件が生命に適応するのに適しているなら、生命を創造するために存在しなければならないことを述べています。宇宙全体に拡張されたこの原則は、生命を生み出すために物理法則が存在するのと同じように存在することを主張しています。
それを見るもう1つの方法は、地球の評価が「観測選択効果」と呼ばれるものにどのように分類されるかを検討することです。この結果は、関係する方法のタイプによって直接影響を受けます。この場合、効果は、地球と太陽系を超えた生命の探索が適切に配置された観測者の存在を必要とするという事実から生じます。
実際、私たちは宇宙に精通しているため、宇宙には生命の条件が豊富であると想定する傾向があります。これらの条件は、私たちが知っているように、生命の出現に不可欠であった液体の水と陸塊の両方の存在を条件付けます。 Lingamがスペースマガジンに電子メールで説明したように、これは潜在的に居住可能な惑星を探すときに人類学の原理が浮かび上がる方法の1つです。
「地球の土地と水の割合が同等であるという事実は、人類の選択効果を示しています。つまり、人間（または類似の意識的な観察者）の出現は、土地と水の適切な混合によって促進された可能性があります。」
しかし、他の星系で発見された多くの超地球を扱うとき、それらの平均密度の統計分析は、大多数が揮発分の高い割合を持っていることを示しました。この良い例がTRAPPIST-1システムです。7つの地球サイズの惑星の理論的モデリングにより、重量で最大40〜50％の水になることが示されています。
したがって、これらの「水の世界」は非常に深い海を持ち、話す大陸はありません。これは生命の出現に劇的な結果をもたらす可能性があります。同時に、表面に水がほとんどまたはまったくない惑星は、私たちが知っているように水がいかに生命にとって不可欠であるかを考えると、生命の良い候補とは見なされません。
「陸地の量が多すぎると、地表水の量が制限され、大陸のほとんどが非常に乾燥するため、問題になります」とリンガム氏は語ります。 「乾燥した生態系は、通常、地球上でのバイオマス生産の割合が低いことを特徴としています。代わりに、反対のシナリオ（つまり、主に海洋）を検討すると、リンの利用可能性に関する潜在的な問題に遭遇します。したがって、これはバイオマスの量のボトルネックになる可能性があります。」
これらの可能性に対処するために、リンガムとレオブは、水や陸域が多すぎる惑星が太陽系外生物圏の発達にどのように影響するかを分析しました。リンガムが説明したように：
「[W] eは、土地の何パーセントが乾燥していて（つまり、砂漠）、比較的住むのが困難になるかを推定する簡単なモデルを開発しました。水が支配的な生物圏のシナリオでは、リンの利用可能性が制限要因になります。ここでは、以前の論文の1つで開発された、リンのソースとシンクを考慮したモデルを利用しました。これら2つのケースを組み合わせ、地球からのデータをベンチマークとして使用し、一般的な生物圏の特性が土地と水の量にどのように依存するかを決定しました。」
彼らが発見したのは、陸地と海の間の注意深いバランス（地球上で私たちが持っているものと非常によく似ている）が複雑な生物圏の出現に不可欠であることです。 LingamとLoebの研究は、他の研究者による数値シミュレーションと組み合わせて、地球のような惑星（海洋と陸域の比率（約30:70））がおそらく非常にまれであることを示しています。リンガムが要約したように：
「したがって、基本的な結論は、土地と水の割合のバランスは、何らかの方法であまり傾斜させることができないということです。また、私たちの研究は、酸素レベルの上昇や技術種の出現などの重要な進化イベントが、陸水の割合によって影響を受ける可能性があり、最適値が地球の値に近い可能性があることも示しています。」
しばらくの間、天文学者は地球のような条件が普及している太陽系外惑星を探し求めてきました。これは、「ぶら下がっている果物」アプローチとして知られています。私たちは、私たちが知っているように、私たちが生命に関連するバイオシグネチャーを探すことによって生命を見つけようとします。しかし、この最新の研究によると、そのような場所を見つけることは、原石でダイヤモンドを探すようなものです。
この研究の結論は、地球外情報の探索に関しても重要な意味を持つ可能性があり、それもあまり一般的ではないことを示しています。幸いなことに、リンガムとローブは、太陽系外惑星とそれらの水対陸域の比率について十分に知られていないことを認めて、結論を述べます。
「しかし、これが決定的な方法でSETIにどのように影響するかを予測することは不可能です」とリンガム氏は語った。 「これは、太陽系外惑星の陸水分率に対する適切な観測上の制約がまだないためであり、技術種（SETIに参加できる）がどのように進化したかについての現在の知識には、まだ多くの未知の要素があります。」
結局のところ、私たちは忍耐強く、天文学者が太陽系外惑星とそれぞれの環境についてさらに学ぶのを待つ必要があります。これは、次世代の望遠鏡のおかげで、今後数年間で可能になるでしょう。これらには、ESOのような地上の望遠鏡が含まれます 非常に大きな望遠鏡 （ELT）および宇宙ベースの望遠鏡 ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡 （JWST）–それぞれ2024年と2021年に運用を開始する予定です。
テクノロジーの改善と数千もの太陽系外惑星が研究に利用できるようになったことで、天文学者は発見のプロセスから特徴付けへとシフトし始めました。今後数年間で、太陽系外惑星の大気について私たちが学ぶことは、私たちの理論モデル、期待、期待を証明または反証するのに大いに役立ちます。時間を与えられて、私たちはようやく私たちの宇宙の豊かさ、そしてそれがどんな形をとるかを決定することができるかもしれません。
