Pianeti che sono inclinati sul loro asse, come la Terra, sono più capaci di evolvere la vita complessa. Questa scoperta aiuterà gli scienziati a perfezionare la ricerca di forme di vita più avanzate sugli esopianeti. Questa ricerca finanziata dalla NASA viene presentata alla Goldschmidt Geochemistry Conference.

Dalla prima scoperta di esopianeti (pianeti in orbita attorno a stelle lontane) nel 1992, gli scienziati hanno cercato mondi che potrebbero supportare la vita. Si ritiene che per sostenere anche la vita di base, gli esopianeti devono essere alla giusta distanza dalle loro stelle per consentire l'esistenza di acqua liquida; la cosiddetta "zona Riccioli d'Oro". Però, per una vita più avanzata, anche altri fattori sono importanti, in particolare l'ossigeno atmosferico.

L'ossigeno svolge un ruolo fondamentale nella respirazione, il processo chimico che guida il metabolismo degli esseri viventi più complessi. Alcune forme di vita di base producono ossigeno in piccole quantità, ma per forme di vita più complesse, come piante e animali, l'ossigeno è fondamentale. La Terra primitiva aveva poco ossigeno anche se esistevano forme di vita basilari.

Gli scienziati hanno prodotto un modello sofisticato delle condizioni necessarie affinché la vita sulla Terra sia in grado di produrre ossigeno. Il modello ha permesso loro di inserire diversi parametri, per mostrare come il cambiamento delle condizioni su un pianeta potrebbe modificare la quantità di ossigeno prodotta dalla vita fotosintetica.

La ricercatrice capo Stephanie Olson (Purdue University) ha affermato:"Il modello ci permette di cambiare cose come la durata del giorno, la quantità di atmosfera, o la distribuzione della terra per vedere come rispondono gli ambienti marini e la vita che produce ossigeno negli oceani".

I ricercatori hanno scoperto che aumentando la durata del giorno, maggiore pressione superficiale, e l'emergere di continenti influenza tutti i modelli di circolazione oceanica e il trasporto di nutrienti associato in modi che possono aumentare la produzione di ossigeno. Credono che queste relazioni possano aver contribuito all'ossigenazione della Terra favorendo il trasferimento di ossigeno all'atmosfera poiché la rotazione della Terra è rallentata, i suoi continenti sono cresciuti, e la pressione superficiale è aumentata nel tempo.

"Il risultato più interessante è arrivato quando abbiamo modellato l'obliquità orbitale, in altre parole, come il pianeta si inclina mentre gira intorno alla sua stella, " ha spiegato Megan Barnett, uno studente laureato dell'Università di Chicago coinvolto nello studio. lei continuò, "Una maggiore inclinazione ha aumentato la produzione di ossigeno fotosintetico nell'oceano nel nostro modello, in parte aumentando l'efficienza con cui vengono riciclati gli ingredienti biologici. L'effetto è stato simile al raddoppio della quantità di nutrienti che sostengono la vita".

La sfera terrestre si inclina sul proprio asse con un angolo di 23,5 gradi. Questo ci dà le nostre stagioni, con parti della Terra che ricevono più luce solare diretta in estate che in inverno. Però, non tutti i pianeti del nostro Sistema Solare sono inclinati come la Terra:Urano è inclinato di 98 gradi, mentre Mercurio non è affatto inclinato. "Per confronto, la Torre Pendente di Pisa si inclina di circa 4 gradi, quindi le inclinazioni planetarie possono essere piuttosto consistenti, " disse Barnet.

Il Dr. Olson ha continuato "Ci sono diversi fattori da considerare nel cercare la vita su un altro pianeta. Il pianeta deve essere alla giusta distanza dalla sua stella per consentire l'acqua liquida e avere gli ingredienti chimici per l'origine della vita. Ma non tutti gli oceani lo faranno. sii un grande ospite per la vita come la conosciamo, e un sottoinsieme ancora più piccolo avrà habitat adatti alla vita per progredire verso la complessità di livello animale. Piccole inclinazioni o stagionalità estreme su pianeti con inclinazioni simili a Urano possono limitare la proliferazione della vita, ma la modesta inclinazione di un pianeta sul proprio asse può aumentare la probabilità che sviluppi atmosfere ossigenate che potrebbero fungere da fari di vita microbica e alimentare il metabolismo di grandi organismi. La linea di fondo è che i mondi che sono modestamente inclinati sui loro assi possono avere maggiori probabilità di sviluppare una vita complessa. Questo ci aiuta a restringere la ricerca di complessi, forse anche la vita intelligente nell'Universo."

Timothy Lione, Illustre Professore di Biogeochimica presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dei Pianeti dell'Università della California, lungo il fiume, commentato, "La prima produzione biologica di ossigeno sulla Terra e il suo primo apprezzabile accumulo nell'atmosfera e negli oceani sono pietre miliari nella storia della vita sulla Terra. Gli studi sulla Terra ci insegnano che l'ossigeno può essere una delle nostre biofirme più importanti nella ricerca della vita su pianeti extrasolari distanti. Partendo dalle lezioni apprese dalla Terra tramite simulazioni numeriche, Olson e colleghi hanno esplorato una gamma critica di possibilità planetarie più ampia di quelle osservate nella storia della Terra. È importante sottolineare che questo lavoro rivela come fattori chiave, compresa la stagionalità di un pianeta, potrebbe aumentare o diminuire la possibilità di trovare ossigeno derivato dalla vita al di fuori del nostro sistema solare. Questi risultati ci aiuteranno sicuramente a guidare le nostre ricerche per quella vita".

Il professor Lyons non è stato coinvolto in questo lavoro.