מה אם לתרבות אחרת היו טלסקופים וחלליות טובים משלנו? האם ניתן לזהות כדור הארץ מכוכב אחר שנמצא במרחק כמה שנות אור? באופן דומה, מה יידרש לנו לגלות חיים בכוכב לכת דמוי כדור הארץ במרחק דומה? מעניין לשקול את השאלות הללו, ועכשיו יש נתונים שיעזרו לענות עליהן. בדצמבר 1990, כאשר חללית גלילאו טסה על ידי כדור הארץ במסעו המעגלי ליופיטר, כיוונו מדענים כמה מהמכשירים בכדור הארץ רק כדי לראות כיצד נראתה כוכב הלכת הישן מהחלל. מכיוון שידענו בהחלט שניתן למצוא חיים בכדור הארץ, התרגיל הזה עזר ליצור כמה קריטריונים שאם יימצאו במקום אחר, היו מצביעים על קיומם של החיים גם שם. אבל מה אם האקלים של כדור הארץ היה שונה ממה שהוא עכשיו? האם עדיין ניתן לגלות חתימה זו? והאם יכולים להיות סמנים ביולוגיים פוטנציאליים מכוכבי לכת סולאריים נוספים המחזיקים באקלים הרבה יותר קרים או חמים מכפינו? קבוצה של חוקרים בצרפת הזנה כמה קריטריונים שונים שהתקבלו בתקופות שונות בתולדות כדור הארץ כדי לבדוק את ההשערה הזו. מה הם מצאו?
אחד הקריטריונים המספרים ביותר מהמטוס גלילאו שחשף את החיים על כדור הארץ היה מה שמכונה הקצה האדום בצמחייה - עלייה חדה בהשתקפות האור באורך גל של בערך 700 ננומטר. זוהי תוצאה של כלורופיל שקולט אור גלוי אך משתקף קרוב לאינפרא אדום חזק. בדיקת הגלילאו מצאה חזקה לעדויות אלה על כדור הארץ בשנת 1990.
לוק ארנולד וצוותו בסנט-מישל-לוברסבייר בצרפת רצו לקבוע כמה פרמטרים שונים שבהם עדיין ניתן יהיה להבחין בחיי הצומח הדומים לחיי כדור הארץ דרך הקצה האדום הווגטטיבי בכוכב הלכת דמוי כדור הארץ המקיף סביב כוכב כמה שנות אור משם .
במרחק זה הכוכב יהיה נקודה שאינה ניתנת לפיתרון (באור נראה) כמו נקודה, ולכן השאלה הראשונה שיש לקחת בחשבון היא האם הקצה האדום יהיה גלוי בזוויות שונות. סביר להניח שכוכב הלכת מסתובב וכדומה בכדור הארץ היבשות שיש בהן הכי הרבה צמחייה נמצאות בעיקר בחצי הכדור הצפוני. אם ההמיספרה הזו לא הייתה מובילה את הנוף, האם עדיין ניתן היה לגלות חתימה ביולוגית? הם גם רצו לאפשר את העונות השונות בהן חצי כדור הארץ בחורף יהיה פחות סמנים ביולוגיים צמחיים מאשר בקיץ, וכיסוי עננים כבד.
הם גם מציגים קריטריונים אקליםיים שונים מהקצוות האחרונים של האקלים הרביעי, תוך שימוש בסימולציות אקלימיות נעשו על ידי מודלים של מחזור כללי. הם השתמשו בנתונים מהתקופה הנוכחית והשוו את זה לעידן הקרח, The Last Glacial Maximum (LGM) שהתרחש לפני כ- 21,000 שנה. הטמפרטורות ברחבי העולם היו בסדר גודל של 4 מעלות צלזיוס מאשר היום, וסדיני קרח כיסו את מרבית חצי הכדור הצפוני. ואז, הם השתמשו בתקופה חמה יותר, בתקופת הולוקן לפני 6,000 שנה, כאשר חצי הכדור הצפוני של כדור הארץ היה בערך 0.5 מעלות צלזיוס מאשר היום. מפלס הים עלה ומדבר סהרה הכיל צמחייה רבה יותר.
באופן מפתיע, החוקרים מצאו כי גם במהלך החורף בעידן הקרח, האות האדום בצמחייה לא יופחת משמעותית, בהשוואה לאקלים של ימינו ואפילו לאקלים החם יותר.
כך שאם כדור הארץ אחר נמצא שם, הקצה האדום בצמחייה אמור לאפשר לנו למצוא את אותו כדור הארץ דמוי כדור הארץ. אך אנו זקוקים לטלסקופים וחלליות טובים יותר בכדי למצוא זאת.
התקווה הטובה ביותר באופק היא Finder Planet Terrestrial. ל- ESA מכשיר דומה ביצירות הנקראות דארווין.
הצוותים שמאחורי המכשירים האלו אומרים שהם יכלו להבחין בכוכבי לכת דמויי כדור הארץ המסתובבים בכוכבים במרחקים של עד 30 שנות אור בחשיפה שנמדדת תוך שעתיים.
הצוות של ארנולד אומר כי הבחנה בסימני החיים בכוכב לכת כזה תהיה קשה הרבה יותר. ניתן לראות את הקצה האדום בצמחייה רק עם חשיפה של 18 שבועות באמצעות טלסקופ כמו ה- Finder Planet Terrestrial Planet Finder. חשיפה של 18 שבועות של כוכב לכת המקיף כוכב אחר תהיה משימה כמעט בלתי אפשרית.
אז מתי אולי נראה בסופו של דבר צמחיה בכוכב אחר? נראה כי ה- Finder Planet Lander (TPF) יושק לפני 2025 ואפילו אז לא יהיה לו הכוח לבצע את העבודה.
טלסקופים שאפתניים יותר בהמשך המאה, כמו היווצרות של 150 מראות בגובה 3 מטר, יאספו מספיק פוטונים תוך 30 דקות כדי להקפיא את סיבוב כדור הארץ ולהפיק תמונה עם לפחות 300 פיקסלים ברזולוציה, ועד אלפים תלוי מערך גיאומטריה. החוקרים כותבים כי "ברמה זו של רזולוציה מרחבית ניתן יהיה לזהות עננים, אוקיינוסים ויבשות, או עקרים או אולי (יש לקוות) שכובשים על ידי צמחייה".
מקורות: arXiv, arXiv blog
