Телескоп Джеймс Уэбб найдет разумную жизнь на планетах, где развито сельское хозяйство

Одним из ключевых событий, отделяющих современную цивилизацию от обществ охотников-собирателей прошлого, является изобретение сельского хозяйства, которое берет свое начало около 10 000 лет назад. Все началось с выращивания диких растений и одомашнивания различных животных - для получения молочных продуктов и мяса.

Фото из открытых источников

Главное преимущество земледелия состоит в том, что оно способно прокормить значительно большое население, чем ранее распространенные охота и собирательство. Это привело к появлению городов, совместному использованию природных ресурсов, идей и инноваций.

Развитие сельского хозяйства также оказало большое влияние на саму Землю. Его результаты видны в расположении полей и в том, как свет отражается от фотосинтезирующих растений и в химических веществах, которые они выделяет в атмосферу.

Теперь группа астрономов и астробиологов говорит, что эта «атмосферная подпись» должна быть хорошо видна из космоса и что аналогичный сигнал также может быть сгенерирован фермой на другой планете.

«Спектральная сигнатура инопланетного сельского хозяйства заслуживает внимания при поиске техносигнатур», - говорят Джейкоб Хакк - Мисра из Космического института Голубого мрамора в Сиэтле и его коллеги.

Ученые исследуют, как может выглядеть такая сигнатура и как легко ее обнаружить нынешним поколением космических телескопов, таких, например, как Джеймс Уэбб.

Фото из открытых источников

Важным элементом сельского хозяйства является применение удобрений для повышения производительности. Это дает растениям улучшенный доступ к азоту, важнейшему элементу жизни. Азот в виде N2 составляет 78 процентов атмосферы Земли.

Но закрепить его в форме, пригодной для растений, сложно, потому что N2 связан вместе очень стабильной тройной связью. Этот азот естественным образом расщепляется различными способами, начиная от ударов молнии и заканчивая микроорганизмами в навозе.

Но по мере увеличения населения, особенно после промышленной революции, спрос на азотные удобрения резко увеличился. Это привело к разработке искусственных удобрений и глобальной промышленности, предназначенной для манипулирования азотным циклом с помощью процесса создания аммиака.

Фото из открытых источников

Это позволяет производить огромное количество аммиака, часть которого попадает в атмосферу, хотя и на короткие промежутки времени, поскольку аммиак обычно через несколько дней оседает на землю. Поэтому обнаруживаемые уровни аммиака в атмосфере должны быть результатом значительной продолжающейся сельскохозяйственной деятельности.

Хотя атмосферный аммиак недолговечен, его использование в качестве удобрения производит закись азота (N2O), парниковый газ, который сохраняется в атмосфере более ста лет.

Оксиды азота также образуются при сгорании. Тем не менее, ученые уверены, что другие цивилизации могут обнаружить, как и мы, что горение не является устойчивым, и постепенно откажутся от него. Таким образом, в долгосрочной перспективе сигнатура оксидов азота с большей вероятностью указывает на сельскохозяйственную деятельность.

Сельское хозяйство также является основным производителем атмосферного метана на Земле. Так что CH4 - еще один фактор, который стоит искать, полагает команда ученых.

«Подпись такой экзофермы может возникнуть только на планете, которая уже поддерживает фотосинтез, поэтому такая планета обязательно будет иметь спектральные особенности из-за H2O, O2 и CO2», - говорят Хакк-Мисра и группа ученых.

Возможно, удастся обнаружить эту сигнатуру на других планетах с помощью современных обсерваторий. Исследователи отмечают, что космический телескоп Джеймса Уэбба, вводимый в эксплуатацию в настоящее время, должен быть способен обнаружить аммиак на уровне пяти частей на миллион в атмосфере богатой водородом планеты, вращающейся вокруг соседнего красного карлика. В настоящее время уровень аммиака на Земле составляет около десяти частей на миллиард.

Это делает поиск азотных сигнатур захватывающим занятием для астробиологов. Вполне вероятно, что охота за этим сигналом станет следующим шагом после открытия фотосинтетических сигнатур.