Метан в атмосфере экзопланеты — вероятный признак жизни
Поиск жизни на экзопланетах по наличию кислорода в их атмосферах может быть ненадёжным. Земная история показывает, что даже после появления кислород-продуцирующих цианобактерий насыщение атмосферы кислородом заняло, возможно, миллиард лет, пока не были заполнены геологические "стоки" (например, связывание с железом в магме). Поэтому учёные рассматривают другие биосигнатуры, в частности метан (CH4).
Новое исследование, опубликованное в The Planetary Science Journal, показывает, что обильный метан в атмосфере планеты земного типа вряд ли имеет вулканическое происхождение и с высокой вероятностью указывает на жизнь.
Ключевые выводы исследования:
- Вулканы — маловероятный источник обильного метана. Термодинамическое моделирование показало, что водород (H) хорошо растворяется в магме (H2O), что ограничивает его дегазацию и, как следствие, образование CH4. Кроме того, для дегазации метана требуется низкотемпературная магма, которая на планетах типа Земли встречается редко.
- Важен контекст — соотношение газов. В тех маловероятных случаях, когда вулканизм мог бы производить много метана (например, на Земле в архейскую эру с её высокой вулканической активностью), он бы производил и огромные количества углекислого газа (CO2). Таким образом, обнаружение обильного метана без сопутствующих высоких концентраций CO2 — более надёжный биосигнал.
- Отсутствие CO усиливает сигнал. Небольшое или незначительное количество угарного газа (CO) в атмосфере укрепляет гипотезу о биологическом происхождении пары CH4+CO2, поскольку жизнь активно потребляет CO, а восстановительные вулканические газы, напротив, приводят к его накоплению.
Авторы подчёркивают, что эти выводы основаны на знаниях о Земле и нашей Солнечной системе, и их применимость к разнообразию экзопланет может быть ограничена. Тем не менее, для планет, подобных Земле, трудно объяснить одновременное наличие метана и углекислого газа в атмосфере без привлечения биологических источников.