從40億英里外拍到的地球只是一個黯淡藍點

阿波羅8號宇航員拍攝的著名照片之一，顯示地球從月地球地平線升起的奇景

新浪科技訊，據(jù)美國宇航局太空網(wǎng)報道，法國科學家們最近發(fā)現(xiàn)了過去的極端環(huán)境是如何影響植被把陽光反射到太空中的。這些結果將為他們尋找遠古生命帶來希望。

從遠處看，我們的地球只是太空中的一個光斑。雖然我們已經(jīng)把無線電信號發(fā)射到太空中，希望潛在的宇宙生命能夠接收到，但是這些信號傳播的距離都不超過幾十光年。然而人類在數(shù)百萬年間一直在向宇宙發(fā)送信號，表明他們的存在。陸生植物發(fā)射很強的紅外線，結果使這些光在地球表面不斷反射的過程中出現(xiàn)與眾不同的特征，該特征被稱作植被紅邊(VRE)。

法國上普羅旺斯天文臺(HauteProvenceobservatory)的魯克?阿諾德表示：“我們從早期的研究工作得知，雖然在同一時代的光譜中可以看到植被，但是不知道是不是只有當?shù)厍虻臏囟缺痊F(xiàn)在更冷時，才可以看到植被？”

阿諾德和他的同事們已經(jīng)獲得最近冰河時期和最近的溫暖時期的氣候模式，并利用它們生成過去的地球反射光譜。他們的研究結果顯示，在數(shù)千年間，植被紅邊一直保持相對穩(wěn)定狀態(tài)。該研究結果將發(fā)表在即將出版的《天體生物學》雜志上。

遙望地球

“阿波羅”號宇航員用他們的照相機給地球拍照，讓我們第一次了解到從太空看地球到底是個什么樣子。但是從更加遙遠的地方看，陸地和海洋融為一體，剩下的只是一個淡藍色斑點。幾艘飛船??最近的是歐洲航天局的“金星快車”(VenusExpress)??從太陽系的不同角度觀察了地球。

這些“自畫像”并不只是一部分世人的自戀。這些照片將引出一個非常重要的科學問題：從遠處看，一個充滿生命的行星到底是個什么樣子？

飛船收集的數(shù)據(jù)，以及從月球上收集的地(球反)照(earthshine)數(shù)據(jù)顯示，從地球上反射出來的光譜中存在生命跡象。例如，氧和甲烷等氣體產(chǎn)生的吸收線為我們提供了一些生物存在的證據(jù)。更有說服力的一點是，在光譜700納米的地方出現(xiàn)的微小凹陷，表明這里的反射突然變得更強，光線波長變得更長。

這個位于可見光和紅外線之間的邊界是由光合植物造成。植物吸收可見光譜，陽光的大部分能量都分布在這個光譜范圍內。然而，據(jù)推測，植被可能是為了不使自己過熱，它們將紅外線重新反射到太空中。

過去的氣候

由于被植被覆蓋，地球反射的紅外線比它不被植被覆蓋反射的紅外線多5%。阿諾德和他的同事們因此想弄明白，是否在地球的一個冰期，這些微小的植被紅外信號保持可見狀態(tài)。他們集中精力研究上次冰期極盛期(LastGlacialMaximum)，這個時期發(fā)生在21000年前。這個時期的溫度平均比現(xiàn)在低大約4攝氏度，冰蓋覆蓋了整個加拿大和北部歐洲。

作為對比，他們還研究了6000年前的一個被稱作全新世適宜期(HO)的溫暖時期，當時的平均氣溫比現(xiàn)在高大約半攝氏度，當時撒哈拉沙漠地帶的植被非常茂密。阿諾德說：“上次冰期極盛期和全新世適宜期是兩個極端時期，我們對這兩個時期已經(jīng)有了很好的了解�！边@些研究人員利用古氣候模式，確定在這兩個極端時期地球上各個地點的苔原、熱帶森林和沙漠等生物群落。每個生物群落都在太空中呈現(xiàn)不同的光譜。歐洲航天局的全球臭氧監(jiān)測實驗(GOME)衛(wèi)星已經(jīng)飛越地球上的所有生物群落，并記錄了它們的反射情況。

該科研組通過將生物群落圖片、衛(wèi)星數(shù)據(jù)跟云量和海冰模型結合在一起，生成了地球全球平均光譜圖。研究結果顯示，上次冰期極盛期的植被紅邊信號比現(xiàn)在弱大約4%，在全新世適宜期，這種信號比現(xiàn)在強大約6%。阿諾德說：“最主要的問題是，在極端氣候下，植被仍然可見�！边@一研究結果將對致力于尋找類似地球的系外行星，并刻畫它們的特征的未來太空任務產(chǎn)生激勵作用。

外星生命扎根

天體生物學家一直在思考是否通過光譜信號會發(fā)現(xiàn)其他行星上的生命。該假設認為，生活在一個圍繞類似我們的太陽的恒星運轉的行星上的類地生物體，可能進化出跟地球上的生物體類似的吸收-反射方式。

阿諾德說：“如果我們發(fā)現(xiàn)一個明顯不是礦物或者礦物混合物產(chǎn)生的顯著特征，這可能是一個生命跡象�！卑⒅Z德和他的同事們總結說，在30光年以外可以發(fā)現(xiàn)植被紅邊信號，即使它當前正在經(jīng)歷一個類似上次冰期極盛期的寒冷時期也不例外。然而阿諾德表示，比這更加寒冷的氣候可能會使這些信號消失。

植被紅邊探測設想了一個6米長的太空望遠鏡和2到4周的曝光時間。但是現(xiàn)在并沒有這種望遠鏡，不過目前正處于設計階段的“類地行星發(fā)現(xiàn)者”號(TerrestrialPlanetFinder，簡稱TPF)也許能滿足上述要求。阿諾德說：“我認為我們的論文顯示，如果類地行星的陸地上存在植被，那么即使在比平均氣候更加寒冷的環(huán)境下，這些植被仍然是可以看到的。”

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/345885.html

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