Një shembull i të dhënave të vrojtimit nga distanca krahasuar me kushtet në një botë reale. Majtas: banueshmëria sipërfaqësore e vëzhguar (H) e jetës në Tokën moderne. Djathtas: një metrikë e re e llogaritur për banueshmërinë e sipërfaqes së Tokës moderne duke supozuar një mjedis të ngrohtë dhe me lagështi, me një pikë vesë më pak se 25°C (shënuar W25). Jeshil e hapur përfaqëson jetë të kufizuar, jeshi e mesme përfaqëson vetëm jetë mikrobike, dhe jeshil e errët përfaqëson një kombinim të jetës komplekse + mikrobike. Kredia: The Planetary Science Journal (2025). DOI: 10.3847/psj/adf3ab
Me zbulimin e gjithnjë e më shumë ekzoplaneteve—tashmë mbi 6,000—shkencëtarët, sigurisht, duan të dinë nëse ato janë të banueshme për jetë (të paktën, jetë siç e njohim ne). Por vlerësimi i banueshmërisë është një detyrë e vështirë, pasi informacioni për një ekzoplanet mund të jetë i kufizuar. Tani një metrikë e re e zhvilluar nga studiues në Angli mund të ndihmojë.
Zona e banueshme rreth një ylli është rajoni ku temperatura mesatare globale e sipërfaqes së një planeti lejon ujë të lëngshëm në sipërfaqen e tij. “Zona e Artë” e diellit është afërsisht nga 0.95 AU (njësi astronomike) deri në 1.67 AU.
Nëse Toka do të kishte qenë vetëm 7.5 milionë kilometra më afër diellit (5%) do të ishte e pabanueshme tani, me ujin e saj të zier dhe të humbur si tek Venera. Kjo sepse ndriçimi i diellit rritet, aktualisht, me rreth 1% çdo 150 milionë vjet; kjo vlerë ka qenë në rritje me kalimin e kohës dhe do të vazhdojë të rritet. Pra, si Venera ashtu edhe Toka, më afër diellit, mund të kenë pasur dikur ujë, por me rritjen e ndriçimit diellor, ai ujë kaloi në atmosferë dhe më pas në hapësirë.
Në Tokë, jeta mund të ekzistojë në habitate me një gamë të gjerë vetish të ndryshme: temperaturë, presion, kripësi, pH dhe madje edhe ekspozim ndaj rrezatimit.
Jeta është gjetur një duzinë kilometrash ose më shumë nën fundin e tokës ose oqeanit. Tardigradet madje mund të mbijetojnë në vakum dhe nën rrezatim hapësinor. Por në përgjithësi, jeta shum qelizore preferon temperatura të moderuara, midis -20°C dhe 122°C. Vetëm kohët e fundit shkencëtarët kanë futur modele më të ndërlikuara duke përdorur kombinime parametrash klimatologjikë për të përshkruar banueshmërinë sipërfaqësore në Tokë dhe trupa tokësorë në sisteme jashtëdiellore.
“Megjithatë,” shkruan klimatologia e ekzoplaneteve Hannah L. Woodward nga Universiteti i Londrës dhe bashkautorët në The Planetary Science Journal, “asnjë nga këto përkufizime nuk është verifikuar ende kundrejt mënyrës se si jeta shpërndahet hapësinorisht në Tokë.”
Kështu, shkencëtarët u përpoqën të ofrojnë një kuptim “më të nuancuar” të asaj që përbën banueshmëri sipërfaqësore, duke përdorur një model global klimatik dhe duke e aplikuar në vëzhgime të largëta të sipërfaqes së Tokës.
Ata analizuan variabla të ndryshëm klimatologjikë për përshtatshmëri: temperaturën e ajrit në sipërfaqe, reshjet, avullimin, përqendrimin e akullit detar, një indeks tharjeje dhe kombinime të tyre, me dy intervale temperaturash që përfaqësojnë kufijtë për jetën mikrobike dhe jetën komplekse. (Jeta komplekse, një nënndarje e jetës mikrobike, përfshin kafshët si dhe florën si bimë, kërpudha, alga, etj.) Disponueshmëria e ujit të lëngshëm merret parasysh nga flukset e reshjeve dhe avullimit, të dyja të matur si vëllim për njësi kohe.
Për Tokën, ata përdorën dataset-in global mujor të reanalizës ERA5. Reanaliza është kombinim i të dhënave të pjesshme të vëzhguara dhe rezultateve të modeleve për të krijuar një dataset të plotë të variablave klimatologjikë që përputhen me ligjet e fizikës. Të dhënat e reanalizës vëzhgohen ose llogariten në një rrjet sipërfaqësor dy-dimensional me qeliza prej një çerek shkalle si në gjerësi, ashtu edhe në gjatësi.
Jeta mikrobike mund të ekzistojë midis -20°C dhe 122°C, dhe jeta komplekse midis 0°C dhe 50°C. Gama më e gjerë për jetën mikrobike pasqyron atë që shihet në Tokë, duke pranuar se planetët me presione të ndryshme sipërfaqësore mund të kenë ujë të lëngshëm në një gamë temperaturash ndryshe nga 0-100°C.
Disponueshmëria e ujit për jetën kërkon që reshjet të jenë më të mëdha se avullimi dhe gjithashtu që reshjet të jenë më të mëdha se 25 cm për vit tokësor, përveç rasteve të kufizuara të jetës. Nëse ndonjëri nga kushtet—për temperaturën ose ujin—nuk plotësohet, atëherë banueshmëria e ekzoplanetit klasifikohet si “e kufizuar.”
Në veçanti, grupi shikoi jetën që varet nga fotosinteza si një përfaqësues të bollëkut dhe shpërndarjes së jetës sipërfaqësore në Tokën moderne. Bimët janë forma dominuese e jetës në Tokë, duke zënë 80% të biomasës globale. Ato krijojnë ushqim nga substanca inorganike, jo duke konsumuar kafshë të tjera. (Përshëndetje mishngrënëseve si “Venus flytrap”.)
Për më tepër, shumica e jetës fotosintetike përdor një pigment që prodhon një spektër reflektimi unik që sistemet e vrojtimit nga distanca mund ta përdorin për të krijuar një hartë globale të produktivitetit fotosintetik. Së fundi, shkencëtarët supozojnë se kudo që jeta fotosintetike mund të lulëzojë, mund edhe jeta që konsumon materie organike të tjera (që quhet jetë heterotrofe).
Grupi dëshironte të krahasonte metrikat e modelit të tyre klimatik për banueshmërinë e sipërfaqes me banueshmërinë e vëzhguar të sipërfaqes së Tokës moderne siç jepet nga të dhënat satelitore.
Një përputhje e mirë do t’u lejonte vëzhguesve astronomikë të ekzoplaneteve, të cilët kanë vetëm akses në të dhëna nga distanca, të bëjnë hamendësime të arsyeshme mbi banueshmërinë e vetë planetit. Modeli llogariti shpërndarjen e banueshmërisë së sipërfaqes së Tokës duke përdorur variabla klimatike të reanalizuara për 2003–2018, dhe e krahasoi atë me vëzhgimet.
Ata konsideruan disa lloje kushtesh sipërfaqësore, si të ngrohta dhe të lagështa me pikë vese më pak se 25°C (që e quajtën W25), një mjedis shtypësisht i lagësht dhe kombinime të ndryshme të përqindjes së akullit detar dhe tharjes.
Ata zbuluan se një metrikë e përcaktuar duke përdorur vetëm temperaturën e ajrit sipërfaqësor, indeksin e thatësisë ose përqendrimin e akullit detar “nuk është e mjaftueshme për të kapur modelet e vëzhguara të banueshmërisë,” siç shkruajnë ata.
Kombinimi i temperaturës së sipërfaqes dhe përqendrimit të akullit detar dha rezultate më të mira në gjerësitë më të larta, “por gabimisht shënon zonat me gjerësi të ulët të banueshmërisë së kufizuar të vëzhguar si të banueshme, duke rezultuar në një mbivlerësim të banueshmërisë fraksionale.” Përdorimi i indeksit të tharjes dha rezultate më të mira në gjerësitë e ulëta, “por tregoi aftësi të dobët parashikuese në përgjithësi.”
Por banueshmëria e botës W25, e përcaktuar duke përdorur temperaturën e sipërfaqes, reshjet dhe avullimin, “përputhet më ngushtë me modelet e vëzhguara si në mënyrë cilësore ashtu edhe sasiore,” më mirë sesa kushtet sipërfaqësore të përcaktuara nga zona pa akull, disponueshmëria e ujit dhe kombinime të tjera temperature e lagështie.
Grupi më pas ndërtoi përkufizimin e vet të banueshmërisë së sipërfaqes, të bazuar në një metrikë që përfshin temperaturën e sipërfaqes, reshjet dhe avullimin. Kjo përputhej më ngushtë cilësisht dhe sasiorisht me modelet e vëzhguara të banueshmërisë. Në fakt, kjo metrikë performoi më mirë se të gjitha, duke treguar saktësi (përqindje grids të sakta) prej 0.67 dhe 0.70 (në shkallë nga 0 në 1) për banueshmërinë mikrobike dhe komplekse përkatësisht, dhe performoi veçanërisht mirë në tokë me saktësi përkatëse prej 0.77 dhe 0.80.
Ata përfundojnë se metrika e tyre e re “ofron një përfaqësim të mirë të banueshmërisë së vëzhguar të sipërfaqes së Tokës moderne, me një varësi vetëm nga tre parametra që zakonisht jepen nga GCM-të [modelet e përgjithshme të qarkullimit] që lidhen ngushtë me qarkullimin atmosferik global dhe mundësojnë një përafrim të rendit të parë të banueshmërisë së sipërfaqes në ekzoplanetë.”
