UC Riverside leidt een van de acht nieuwe onderzoeksteams van het NASA Astrobiology Program die vragen behandelt over de evolutie en oorsprong van het leven op aarde en de mogelijkheid van leven buiten ons zonnestelsel.

De teams vormen de inaugurele klas van NASA's Interdisciplinair Consortia for Astrobiology Research-programma. Het door UCR geleide team wordt gemotiveerd door de fundamentele vraag hoe planeten kunnen worden gedetecteerd die leven kunnen herbergen en bewoonbaar blijven ondanks enorme veranderingen in de tijd, waarvoor de jacht op biologische gassen in de atmosfeer van planeten lichtjaren buiten ons zonnestelsel vereist is.

"Om dit doel te bereiken, ons onderzoek richt zich op de vele verschillende hoofdstukken van de geschiedenis van de aarde - of alternatieve aardes - die miljarden jaren beslaan en cruciale sjablonen bieden voor het onderzoeken van exoplaneten tot ver buiten ons zonnestelsel, " zei UCR-biogeochemicus Timothy Lyons, de projectleider.

Vanwege hun enorme afstand tot ons, mensen zullen die planeten waarschijnlijk nooit bezoeken, in ieder geval niet snel, aldus Lyon. Echter, in de nabije toekomst, wetenschappers zullen de samenstelling van de atmosferen van deze planeten kunnen analyseren, op zoek naar gassen zoals zuurstof en methaan die uit het leven kunnen komen.

De aarde heeft de afgelopen 4,5 miljard jaar dramatische veranderingen ondergaan, met grote overgangen in platentektoniek, klimaat, oceaan chemie, de structuur van onze ecosystemen, en samenstelling van onze atmosfeer.

"Deze veranderingen vormen een kans, Lyons zei. "De verschillende perioden van de evolutionaire geschiedenis van de aarde bieden een glimp van vele, grotendeels vreemde werelden, waarvan sommige analogen kunnen zijn voor bewoonbare planetaire staten die heel anders zijn dan de omstandigheden op de moderne aarde."

Opwindende nieuwe onderzoeksgrenzen voor het team van Lyons omvatten studies van de eerste 500 miljoen jaar van de aarde, evenals voorspellingen over onze planeet en haar leven miljarden jaren in de toekomst.

Door biosignatuurgassen in het verleden van de aarde te bestuderen, kan het team telescopen ontwerpen en interpretatieve modellen verfijnen voor mogelijke sporen van leven in verre exoplaneetatmosferen, merkte biogeochemicus Christopher Reinhard van Georgia Tech op.

Toen de onderzoekers eenmaal begrepen hoe de aarde en haar ster - de zon - samen veranderden om vloeibare oceanen die miljarden jaren vol leven in stand te houden, het team kan voorspellen hoe andere planetaire systemen mogelijk ook leven hebben ontwikkeld en in stand gehouden en beter begrijpen hoe het te zoeken.

"Zo'n 'missie naar de vroege aarde' moet brede interdisciplinariteit binnen het team omvatten, impactvolle synergie binnen en tussen de onderzoekscoördinatienetwerken, of RCN's, van het NASA Astrobiology-programma, en een toewijding aan resultaten die de NASA-wetenschap de komende decennia zullen helpen sturen, " zei UCR-astrobioloog Edward Schwieterman.

Succes in deze missie vereist biologische, chemisch, geologisch, oceanografisch, en astronomische expertise. Yale University biogeochemist Noah Planavsky zei:"ons team brengt dat allemaal op tafel." Overeenkomstig, de uiteenlopende expertise binnen het team omvat astronomen, planetaire wetenschappers, geologen, geofysici, oceanografen, biogeochemici, en geobiologen.

Het team zal oude rotsmonsters en moderne sedimenten van over de hele wereld verzamelen die miljarden jaren beslaan en de gegevens die ze genereren gebruiken om uitgebreide computermodellen voor de oude en toekomstige oceanen en atmosferen van de aarde aan te sturen.

"Met de modellen kan het team evalueren of verschillende perioden in de geschiedenis van de aarde werden gekenmerkt door gassen die vanuit een verre positie als producten van leven zouden kunnen worden gedetecteerd, ongeveer zoals zuurstof vingerafdrukken het leven op onze planeet vandaag de dag, " zeiden Purdue University Earth en exoplanetaire wetenschapper Stephanie Olson.

Dit werk vereist een meervoudige kijk op de aarde als een complex systeem dat in de loop van de tijd enorm is veranderd. Maar ondanks alle verandering, De aarde is permanent bewoonbaar gebleven, met vloeibaar water oceanen vol met leven.

Hoe de aarde bewoonbaar werd en bleef en of haar leven detecteerbaar zou zijn geweest voor een verre waarnemer, zijn de vragen die uiteindelijk de zoektocht naar leven op exoplaneten zullen definiëren en verfijnen.

"Kortom, " zei Lyon, "Het opwindende doel van ons team is om een ​​nieuwe en meer holistische kijk op de evolutionaire geschiedenis van de aarde te bieden om NASA's missiespecifieke zoektocht naar leven op verre werelden te helpen begeleiden."

De RCN's zijn het nieuwe gezicht van de astrobiologie bij NASA, na 20 jaar spannend onderzoek onder de paraplu van het NASA Astrobiology Institute, die eerder het door UCR geleide team ondersteunde.

De nieuwe prijs van $ 4,6 miljoen van NASA zal vijf jaar beslaan en omvat teamleden van Georgia Tech, Yale universiteit, Purdue universiteit, UCLA, NASA Ames Research Center en medewerkers van over de hele wereld.