אם בני אדם נאלצו לפנות את כדור הארץ, היכן המקום הבא הבא במערכת השמש שלנו לחיות? מחקר שנערך על ידי אוניברסיטת פורטו ריקו בארסיבו סיפק הערכה כמותית של יכולת ההרגלים כדי לזהות את בתי הגידול הפוטנציאליים במערכת השמש שלנו. פרופסור אבל מנדז, שהפיק את המחקר בדק גם את האופן בו השתנתה הכושר של כדור הארץ בעבר, וגילה כי תקופות מסוימות היו אפילו טובות יותר מהיום.
מנדז פיתח תורת הרגלים כמותית בכדי להעריך את המצב הנוכחי של הרגלים יבשתיים ולבסס קו בסיס להשוואה רלוונטית עם תרחישי אקלים בעבר או בעתיד וגורמים פלנטריים אחרים כולל כוכבי לכת מחוץ לתחום.
"מפתיע כי אין הסכמה לגבי הגדרה כמותית של יכולת הרגל", אמר מנדז, ביו-פיזיקאי. "ישנם מדדים מבוססים של יכולת הרגלים באקולוגיה מאז שנות השבעים, אך רק מעט מחקרים שנעשו לאחרונה הציעו אלטרנטיבות טובות יותר לתחום האסטרוביולוגיה, המכוונת יותר לחיים מיקרוביאליים. עם זאת, אף אחת מהחלופות הקיימות מתחומי האקולוגיה לאסטרוביולוגיה לא הוכיחה גישה מעשית בקנה מידה פלנטרי. "
התיאוריה שלו מבוססת על שני פרמטרים ביו-פיסיים: יכולת ההרגל (H), כמדד יחסי לפוטנציאל החיים של סביבה, או לאיכות הגידול, והבית (M), כאמצעי יחסי לצפיפות ביולוגית, או לתפוסה. בתוך הפרמטרים משתנים פיזיולוגיים וסביבתיים בהם ניתן להשתמש כדי לחזות לגבי התפלגות ושפע המזון הפוטנציאלי (הן צמחיים והן חיי מיקרוביאלי), סביבה ומזג אוויר.
בתמונה למעלה נראה השוואה בין החלל הפוטנציאלי שניתן לבקר בכדור הארץ, מאדים, אירופה, טיטאן ואנצ'אלדוס. הספירות הירוקות מייצגות את הנפח הגלובלי עם הסביבה הפיזית המתאימה לרוב המיקרואורגניזמים היבשתיים. על כדור הארץ הביוספרה כוללת חלקים מהאטמוספרה, האוקיאנוסים ומתחת לפני השטח (הנה הגדרה ביוספרית). בתי הגידול הגלובליים הפוטנציאליים של גופים פלנטריים אחרים נמצאים עמוק מתחת לפני השטח שלהם.
לאנצלאדוס יש את הנפח הקטן ביותר אך יחס הגודל הגדול ביותר לסביבה-פלנטה ואחריו אירופה. באופן מפתיע, לאנצלסדוס יש גם את ההימור הממוצע הממוצע ביותר במערכת השמש, למרות שהוא רחוק יותר מהשמש וכדור הארץ, מה שמקשה על הגעה אליו. מנדז אמר כי מאדים ואירופה יהיו הפשרה הטובה ביותר בין פוטנציאל לחיים ונגישות.
"מודלים פלנטריים שונים שימשו כדי לחשב ולהשוות את סביבת ההרגל של מאדים, ונוס, אירופה, טיטאן ואנצ'אלדוס," אמר מנדז. מעניין לציין כי אנצ'אלדוס הגיע לאובייקט עם יכולת ההרגשה הגבוהה ביותר מתחת לפני השטח במערכת השמש, אך עמוק מדי לחקירה ישירה. מאדים ואירופה הביאו לפשרה הטובה ביותר בין יכולת ההרגל והנגישות. בנוסף, ניתן להעריך בעתיד את יכולת ההרגלים הגלובלית של כל כוכב לכת חיצוני בגודל יבשתי. מחקרים נוספים ירחיבו את הגדרת ההרגליות כך שתכלול משתנים סביבתיים אחרים כמו אור, ריכוז פחמן דו חמצני, חמצן, וחומרים מזינים. זה יעזור להרחיב את הדגמים, במיוחד בקנה מידה מקומי, ובכך לשפר את יישומם בהערכת אזורי מגורים בכדור הארץ ומחוצה לו. "
מחקרים על ההשפעות של שינויי אקלים על החיים מעניינים כאשר הם מיושמים על כדור הארץ עצמו. "הכמות הביולוגית הכמותית הרגילה הראשונית (SPH) הוגדרה כבסיס להשוואה בין יכולת ההשפעה העולמית של היצרנים הראשיים", אמר מנדז. "ה- SPH הוא תמיד גבול עליון להרגלי הכוכב של פלנטה, אך גורמים אחרים יכולים לתרום להורדת ערכו. ה- SPH הנוכחי של כוכב הלכת שלנו קרוב ל -0.7, אך הוא היה עד 0.9 במהלך פליוקלימטים שונים, כמו למשל בתקופת הקרטיקון המאוחרת בה הדינוזאורים נכחדו. אני עובד עכשיו על איך ה- SPH יכול להשתנות תחת ההתחממות הגלובלית. "
החיפוש אחר סביבות ראויות למגורים ביקום הוא אחד העדיפויות של המכון לאסטרוביולוגיה של נאס"א וארגונים בינלאומיים אחרים. מחקריו של מנדז מתמקדים גם בחיפוש אחר חיים במערכת השמש, כמו גם בכוכבי לכת חוץ-קוטביים.
"עבודה זו חשובה מכיוון שהיא מספקת מידה כמותית להשוואה בין יכולת ההרגשה", אמרו מדעני הפלנטה של נאס"א, כריס מקיי. "זה מספק דרך אובייקטיבית להשוות בין מערכות אקלים ומכוכבי פלנטה שונים."
"שמחתי לראות את אנצ'דלוס יוצא המנצח," אמר מקיי. "חשבתי מזה זמן שזה העולם המעניין ביותר לאסטרוביולוגיה במערכת השמש."
מנדז הציג את תוצאותיו במחלקה למדעים פלנטריים של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה בתחילת החודש.
מקור: AAS DPS
