Welke kenmerken van de aarde waren essentieel voor de oorsprong en het onderhoud van het leven? En hoe identificeren wetenschappers die kenmerken op andere werelden?

Een team van onderzoekers met een scala aan expertise, variërend van geochemie tot planetaire wetenschap tot astronomie, heeft deze week een essay gepubliceerd in Wetenschap de onderzoeksgemeenschap aansporen om het vitale belang van de innerlijke dynamiek van een planeet te erkennen bij het creëren van een omgeving die gastvrij is voor het leven.

Met onze bestaande mogelijkheden, het observeren van de atmosferische samenstelling van een exoplaneet zal de eerste manier zijn om elders naar tekenen van leven te zoeken. Echter, Anat Shahar van Carnegie, Peter Driscol, Alycia Weinberger, en George Cody stellen dat voor een waarheidsgetrouw beeld van de bewoonbaarheid van planeten rekening moet worden gehouden met hoe de atmosfeer van een planeet is verbonden met en gevormd wordt door wat er in het binnenste gebeurt.

Bijvoorbeeld, op aarde, platentektoniek is cruciaal voor het handhaven van een oppervlakteklimaat waarin leven kan gedijen. Bovendien, zonder de kringloop van materiaal tussen het oppervlak en het interieur, de convectie die het aardmagnetisch veld aandrijft zou niet mogelijk zijn en zonder een magnetisch veld, we zouden worden gebombardeerd door kosmische straling.

"We hebben een beter begrip nodig van hoe de samenstelling en het interieur van een planeet haar bewoonbaarheid beïnvloeden, beginnend met aarde, Shahar zei. "Dit kan worden gebruikt om de zoektocht naar exoplaneten en sterrenstelsels te begeleiden waar leven zou kunnen gedijen, handtekeningen van die konden worden gedetecteerd door telescopen."

Het begint allemaal met het vormingsproces. Planeten worden geboren uit de roterende ring van stof en gas die een jonge ster omringt. De elementaire bouwstenen waaruit rotsachtige planeten worden gevormd - silicium, magnesium, zuurstof, koolstof, ijzer, en waterstof - zijn universeel. Maar hun overvloed en de verwarming en afkoeling die ze in hun jeugd ervaren, zullen hun innerlijke chemie beïnvloeden en, beurtelings, zaken als oceaanvolume en atmosferische compositie.

"Een van de grote vragen die we moeten stellen, is of de geologische en dynamische kenmerken die onze thuisplaneet bewoonbaar maken, kunnen worden geproduceerd op planeten met verschillende samenstellingen, ’ legde Driscoll uit.

De Carnegie-collega's beweren dat de zoektocht naar buitenaards leven moet worden geleid door een interdisciplinaire benadering die astronomische waarnemingen combineert, laboratoriumexperimenten van planetaire inwendige omstandigheden, en wiskundige modellering en simulaties.

"Carnegie-wetenschappers zijn reeds lang gevestigde wereldleiders op het gebied van geochemie, geofysica, planetaire wetenschap, astrobiologie, en astronomie, "zei Weinberger. "Dus, onze instelling is perfect geplaatst om deze interdisciplinaire uitdaging aan te gaan."

In het volgende decennium, wanneer een nieuwe generatie telescopen online komt, wetenschappers zullen serieus gaan zoeken naar biosignaturen in de atmosferen van rotsachtige exoplaneten. Maar de collega's zeggen dat deze waarnemingen moeten worden geplaatst in de context van een groter begrip van hoe de totale samenstelling van een planeet en de interne geochemie de evolutie bepalen van een stabiel en gematigd oppervlak waar leven zou kunnen ontstaan ​​en gedijen.

"Het hart van bewoonbaarheid ligt in planetaire interieurs, ’ concludeerde Cody.