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气候影响植物向太空反射光线
作者:转载    转贴自:科技长廊    点击数:760    文章录入: zhaizl

外星天文学家在冰河时代是否探测过我们地球上的生命?最新研究得出过去的极端气候是如何影响植物反射光线到太空的,此结论让我们寻找外星生命带来了希望。相关研究结果发表在即将出版的《国际天体生物学杂志》(International Journal of Astrobiology)上。
从遥远的太空来看,地球只是宇宙中的一个小亮点。虽然我们已经发送了无线电信号给外星的听众,但很少有信号能传输几十光年远。然而,地球人还在坚持不懈地给银河系中的外星人广播,播放其现有情况。
研究发现,陆地植物在红外线下反射光谱强烈且特别,叫植物红边(VRE)。法国普罗旺斯高地(Haute-Provence)天文台的卢卡·阿诺德和他的同事研制了最近一个冰河时代的气候模型,并利用它们产生了地球过去的反射光谱,结果表明地球植物红边在数百万年内一直维持颜色相对一致的星际灯标。
当阿波罗飞船的宇航员用相机对准地球拍照时,我们首次看到了太空中的地球模样。但在更加遥远的太空,陆地和海洋看起来彼此混淆,只剩下淡蓝色的点。欧洲宇航局的金星快车等飞船在太阳系内从不同的角度已经回望过地球。这些地球照片不仅让地球人着迷,更提出了一个重要的科学问题:从遥远太空看充满生命的地球会是什么模样?
来自太空船的数据和从月球收集到的地球反照,表明来自地球的反射光谱显现有生命迹象。比如,来自氧气和甲烷这类气体的吸收线暗示有生命在活动,甚至在700纳米光谱处还存在微弱光边,此光边正好出现在可见光和红外光之间的界线上,是由光合作用的植物产生的。它们吸引了太阳光中的部分可见光,然而它们通过红外线光波形式反射出热量。由于有植被覆盖,地球较没有植被的星球多反射5%的红外光。因此,科学家想知道在地球冰河时代这种植物红边是否也存在。于是,他们重点研究了2.1万年前的盛冰期(LGM)。当时的平均气温比现在低4摄氏度左右,冰盖覆盖了整个加拿大和北欧。作为比较,他们还研究了6千年前的温暖期,叫全新世最适宜期(HO),当时的平均气温比现在高半摄氏度左右,植物茁壮生长在撒哈拉沙漠上。
这是二个极端气候时期,通过史前气候模型,科学家确定了在此二个极端气候时期之间的生物群落,比如冻原、热带森林和沙漠。每一种生物群落将不同光谱反射到太空。欧洲宇航局的全球臭氧监测实验(GOME)卫星了全部的生物群落并记录了它们的反射情况。通过将生物群落地图和卫星数据与云层和海冰模型相结合,科学家得出了地球的全球性平均光谱。结果显示植物红边在盛冰期相对较小一些,而在全新世最适宜期则相对较大一些。
太空生物学家一直期待能通过光谱特征来发现其它行星上是否有生命。此假设表明其它行星上的植物似的生物同我们地球一样只有吸收和反射光谱的特性。如果发现这种明显的特征,则可能是一种生命迹象。
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