Nếu con người bị buộc phải rời khỏi Trái đất, thì nơi nào tốt nhất tiếp theo trong hệ mặt trời của chúng ta để sống? Một nghiên cứu của Đại học Puerto Rico tại Arecibo đã đưa ra một đánh giá định lượng về khả năng sinh sống để xác định môi trường sống tiềm năng trong hệ mặt trời của chúng ta. Giáo sư Abel Mendez, người thực hiện nghiên cứu cũng xem xét khả năng sinh sống của Trái đất đã thay đổi như thế nào trong quá khứ, nhận thấy rằng một số thời kỳ thậm chí còn tốt hơn ngày nay.
Mendez đã phát triển một lý thuyết về khả năng sinh sống định lượng để đánh giá hiện trạng khả năng sinh sống trên mặt đất và thiết lập đường cơ sở để so sánh có liên quan với các kịch bản khí hậu trong quá khứ hoặc tương lai và các cơ quan hành tinh khác bao gồm các hành tinh ngoài hệ mặt trời.
Một điều đáng ngạc nhiên là không có thỏa thuận nào về định nghĩa định lượng về khả năng cư trú, ông Mendez, nhà sinh lý học cho biết. Có những biện pháp được thiết lập tốt về khả năng sinh sống trong sinh thái từ những năm 1970, nhưng chỉ có một vài nghiên cứu gần đây đã đề xuất các giải pháp thay thế tốt hơn cho lĩnh vực astrobiology, hướng đến đời sống vi sinh vật. Tuy nhiên, không có sự thay thế nào hiện có từ các lĩnh vực sinh thái học đến sinh vật học đã chứng minh một cách tiếp cận thực tế ở quy mô hành tinh.
Lý thuyết của ông dựa trên hai thông số sinh lý: khả năng sinh sống (H), như một thước đo tương đối về tiềm năng sống của môi trường, hoặc chất lượng môi trường sống và môi trường sống (M), như một thước đo tương đối về mật độ sinh học hoặc tỷ lệ chiếm hữu. Trong các thông số là các biến số sinh lý và môi trường có thể được sử dụng để đưa ra dự đoán về sự phân bố và sự phong phú của thực phẩm tiềm năng (cả đời sống thực vật và vi sinh vật), môi trường và thời tiết.
Hình ảnh trên cho thấy sự so sánh về không gian có thể ở được trên Trái đất, Sao hỏa, Europa, Titan và Enceladus. Các quả cầu xanh đại diện cho thể tích toàn cầu với môi trường vật lý phù hợp cho hầu hết các vi sinh vật trên cạn. Trên trái đất, sinh quyển bao gồm các phần của khí quyển, đại dương và dưới bề mặt (ở đây là một định nghĩa về sinh quyển). Môi trường sống toàn cầu tiềm năng của các cơ quan hành tinh khác nằm sâu bên dưới bề mặt của chúng.
Enceladus có thể tích nhỏ nhất nhưng tỷ lệ kích thước hành tinh-môi trường sống cao nhất theo sau là Europa. Đáng ngạc nhiên, Enceladus cũng có khả năng sinh sống trung bình cao nhất trong Hệ Mặt trời, mặc dù nó ở xa mặt trời và Trái đất hơn, khiến cho việc đi lại khó khăn hơn. Mendez cho biết Sao Hỏa và Europa sẽ là sự thỏa hiệp tốt nhất giữa tiềm năng sống và khả năng tiếp cận.
Các mô hình hành tinh khác nhau đã được sử dụng để tính toán và so sánh khả năng cư trú của Sao Hỏa, Sao Kim, Châu Âu, Titan và Enceladus, Cảnh Mendez cho biết. Thật thú vị, Enceladus là đối tượng có khả năng sinh sống dưới mặt đất cao nhất trong hệ mặt trời, nhưng quá sâu để thăm dò trực tiếp. Sao Hỏa và Europa dẫn đến sự thỏa hiệp tốt nhất giữa khả năng cư trú và khả năng tiếp cận. Ngoài ra, cũng có thể đánh giá khả năng cư trú toàn cầu của bất kỳ hành tinh ngoài hệ mặt trời có kích thước mặt đất nào được phát hiện trong tương lai. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ mở rộng định nghĩa về môi trường sống để bao gồm các biến môi trường khác như ánh sáng, carbon dioxide, oxy và nồng độ chất dinh dưỡng. Điều này sẽ giúp mở rộng các mô hình, đặc biệt là ở quy mô địa phương, và do đó cải thiện ứng dụng của nó trong việc đánh giá các khu vực có thể ở được trên Trái đất và hơn thế nữa.
Các nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu đối với cuộc sống rất thú vị khi áp dụng vào chính Trái đất. Số lượng sinh lý Tiêu chuẩn sinh học tiêu chuẩn (SPH) được định nghĩa là cơ sở để so sánh khả năng sinh sống bề mặt toàn cầu cho các nhà sản xuất chính, ông Mend Mendez nói. Các SPH luôn là một giới hạn trên cho khả năng cư trú của một hành tinh nhưng các yếu tố khác có thể góp phần làm giảm giá trị của nó. SPH hiện tại của hành tinh của chúng ta gần 0,7, nhưng nó đã lên tới 0,9 trong các thời kỳ nhợt nhạt khác nhau, chẳng hạn như vào cuối kỷ Phấn trắng khi khủng long tuyệt chủng. Bây giờ tôi đang nghiên cứu làm thế nào SPH có thể thay đổi dưới sự nóng lên toàn cầu.
Việc tìm kiếm môi trường có thể ở được trong vũ trụ là một trong những ưu tiên của Viện Sinh vật học NASA và các tổ chức quốc tế khác. Các nghiên cứu của Mendezftime cũng tập trung vào việc tìm kiếm sự sống trong hệ mặt trời, cũng như các hành tinh ngoài hệ mặt trời.
Các nhà khoa học hành tinh của NASA, Chris McKay cho biết, công việc này rất quan trọng vì nó cung cấp một thước đo định lượng để so sánh khả năng cư trú. Voi Nó cung cấp một cách khách quan để so sánh các hệ thống khí hậu và hành tinh khác nhau.
Tôi rất vui khi thấy Enceladus trở thành người chiến thắng, ông McK McKay nói. Lúc đó, tôi đã nghĩ rằng đó là thế giới thú vị nhất đối với ngành sinh vật học trong hệ mặt trời.
Mendez đã trình bày kết quả của mình tại Phòng Khoa học Hành tinh của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ vào đầu tháng này.
Nguồn: AAS DPS
