Po mnoho miliard let byl život na Zemi dobře maskovaný před vnějšími pozorovateli a my jsme zase mohli z podobných důvodů náhodou uniknout životu na jiných planetách: je to stále příliš jednoduché.
Vědci ze Spojených států zvažovali otázku, v jakém okamžiku v historii Země mohl hypotetický mimozemský pozorovatel detekovat život na ní. Podle jejich výpočtů by to pro téměř 90 procent historie planety mělo vypadat neobydlené pro vnější pozorovatele. Odpovídající článek je odeslán k publikaci v Astrobiologii a jeho text je k dispozici na předtiskovém serveru Cornell University.
Vědci se zajímali, jak se během historie planety změnil poměr kyslíku, ozonu a metanu v atmosféře. Tyto plyny se často nazývají biomarkery, protože nyní se na Zemi vytvářejí biogenně, tj. V důsledku činnosti živých organismů. Podle této skupiny vědců byly v minulosti na Zemi také produkovány biogenně. Ukázalo se, že poměr kyslíku, ozonu a metanu v zemské atmosféře se měnil podle velmi složitých zákonů, které je obtížné detekovat externím astronomickým pozorováním. Zejména produkce kyslíku pozemským životem začala stovky milionů let před objevením volného kyslíku v atmosféře. Po velmi dlouhou dobu to všechno bylo vynaloženo na oxidaci mrtvé organické hmoty zanechané minulými generacemi bakterií, které dosud nevytvářely kyslík.
Obsah metanu v atmosféře se v průběhu dějin planety dramaticky změnil. Než se objevilo velké množství kyslíku, nemusí existovat ozonová vrstva, která chrání metan před ultrafialovým zářením. Proto byla životnost molekul tohoto plynu v té době velmi krátká. Po objevení kyslíku se zvýšil, stejně jako koncentrace metanu. Jakmile však obsah kyslíku dosáhl několika procent, koncentrace metanu opět poklesla. Kyslík a vodní pára přispěly k tvorbě • OH - hydroxylových radikálů, které rychle ničí molekuly metanu. Jak poznamenávají autoři, zvenčí, bez přistání na planetě nebo získání extrémně přesného spektra, je obtížné pochopit, která z výše uvedených fází je místní atmosféra.
Autoři docházejí k závěru, že až před 2,5 miliardami let byla detekce biogenního kyslíku a ozonu v plynovém obalu Země vyloučena zvnějšku a před 2,5–0,5 miliardami let to bylo velmi obtížné. I přes vzhled kyslíku zůstala jeho koncentrace stále nízká: nadále oxidovala organickou hmotu minulých dob. Ale metan po objevení kyslíku, to znamená všech posledních 2,5 miliardy let, by byl často nereálný, pokud by byl detekován v mezihvězdných vzdálenostech. I kdybychom jej však objevili před touto událostí, bylo by obtížné s jistotou deklarovat biogenní původ tohoto plynu. Sluneční soustava, alespoň na Titanu, obsahuje metan a podobné uhlovodíky. Ale jak se věří, tento plyn tam vzniká anorganickým způsobem.
Samostatně se vědci zabývají biosférami, které se nacházejí hlavně v oceánech. Poznamenávají, že před rozvojem půdy procesy vázání biogenního metanu a kyslíku probíhají převážně uvnitř hydrosféry a v atmosféře se nijak neprojevují. Kyslík je vázán organickými zbytky ve vodě a metan je spotřebováván živými oceánskými mikroorganismy. Tento scénář vládl na Zemi až do kambrijského období, tedy na miliardy let. Autoři klasifikují takovou biosféru jako kamufláž. Při použití dalekohledů, které jsou dnes lidstvu technologicky k dispozici, je extrémně obtížné jej detekovat ani na vzdálenost několika desítek světelných let.
Mnoho tisíc kandidátů na exoplanety bylo v posledních letech objeveno pomocí vesmírných dalekohledů. Desítky z nich již mají údaje o složení atmosféry. Nová generace vesmírných dalekohledů, jako je James Webb nebo TESS, začne pracovat v příštích letech. Budou schopni získat údaje o složení atmosfér poměrně malých planet podobných Zemi. Dříve se věřilo, že bezprostředně poté bude možné díky detekci plynů biomarkerů s jistotou zjistit, zda existuje život v sousedních hvězdných systémech.
Kritici tohoto přístupu poukázali na Mars, kde se metan každé léto objevuje lokálně, ale dosud nebylo možné pochopit, zda je biogenní nebo ne. Jak poznamenávají, je naivní věřit, že budeme schopni pochopit, zda existuje život ve světelných letech od nás, pokud nemůžeme s jistotou říci nic o jeho přítomnosti jen dvě nebo tři světelné minuty od Země. Nová práce ukazuje, že dalekohledy v blízké budoucnosti mohou s jistotou detekovat pouze vysoce pokročilý život, jako je ten, který byl na Zemi přítomen posledních 500 milionů let. Zbytek možností, jako jsou bakterie nebo prvoky, jsou pro ně stále nepřístupné. Soudě podle naší planety to může znamenat, že v dohledné budoucnosti bude odhalena pouze malá část všech existujících biosfér v blízkých hvězdných systémech.
Propagační video: