Las plantas podrían tener la respuesta en la búsqueda de vida más allá de la Tierra

La luz reflejada por la vegetación, particularmente en planetas viejos y calientes, podría regular la vida en cualquier parte del Universo, indica un nuevo estudio realizado por científicos del Instituto Carl Sagan de la Universidad de Cornell.

Hay muchos y diferentes signos que podrían hacer evidente la presencia de vida en un exoplaneta (un planeta más allá del Sistema Solar). Uno de estos signos podría ser la luz visible en infrarrojos de algún planeta causado esto por la luz reflejada por la vegetación.

Un signo de vida en cualquier planeta, al menos en el nuestro, es que la vida absorbe luz visible, utilizando la fotosíntesis para convertir luz en energía. La luz visible tiene más probabilidades de rebotar alrededor de una hoja para darle la mejor oportunidad de absorber las longitudes de onda, la luz que mejor pueda aprovechar, siendo la luz infrarroja la que es más probable que una planta refleje y transmita. De hecho se sabe que más luz verde es reflejada que otro tipo de luz en diferentes longitudes de onda. Las hojas están compuestas por celdas llenas de agua rodeadas por aire y la estructura de la celda causa que algo de la luz sea dispersada internamente, que sale de la hoja como luz transmitida debajo de la hoja o de luz reflejada sobre la hoja. La luz en el infrarrojo reflejada crea un pico agudo en el espectro, conocido como vegetación de borde rojo. No se ha comprendido de manera absoluta por qué las plantas reflejan luz infrarroja, pero algunos estudios sugieren que es para evitar daño al sobrecalentarse.

 

Pasado, presente y futuro.

Es posible que al detectar ese “borde rojo” en otros planetas pueda ser signo de que allí existe vida. En este sentido, un estudio publicado en la revista Astrobiología por Jack O´Malley-James y Lisa Kaltenegger del Instituto Carl Sagan de la Universidad de Cornell, ha revelado cómo el “borde rojo” de la vegetación podría haber variado a lo largo de la vida en la Tierra.

“El “borde rojo” es un pico en el espectro de la luz reflejado por las plantas.. Crédito de la imagen: Eric Brown de Colstoun / Astrobiology Magazine.

Los investigadores recrearon tres diferentes épocas para modelar la cambiante vegetación en la Tierra: la joven vegetación, el tiempo presente y la futura vegetación que habrá en nuestro planeta. La primera vegetación que hubo sobre tierra, y no en el mar, apareció hace unos 725 y 500 millones de años atrás. Las modernas plantas con flores y árboles solamente evolucionaron hace unos 130 millones de años y los cactus son de relativamente reciente aparición (aparecieron hace unos 90 o 30 mil millones de años atrás. Los diferentes tipos de vegetación de las diferentes época se ven de forma distinta en infrarrojos, con diferentes longitudes de onda. Los primeros musgos son los que reflejan menos longititud de onda roja comparado con los modernos cactus, que reflejan un 80% de la luz infrarroja. En general, estos resultados en la señal de “borde rojo” gradualmente se incrementa con el tiempo.

O’Malley-James y Kaltenegger buscaron dos tipos de escenarios futuros: un mundo de junglas y otro mundo de desiertos. Conforme el Sol se va haciendo viejo, su luminosidad se incrementa, creando un aumento en las temperaturas de la Tierra. Cómo será esto es hasta ahora desconocido, pero una posibilidad es un planeta húmedo similar a la Tierra como lo era este durante el periodo Cretásico, el cual tenía junglas muy densas. Otra alternativa es un planeta desierto con cactus como fuente principal de vegetación. Un tipo de mundo así tendría una alta reflectividad en infrarrojo, pero la alta reflectividad del desierto en luz visible excedería las señales de que ahí hay vegetación. Sin embargo, ambos escenarios seguirían teniendo el signo de vegetación del “borde rojo” al que ya nos hemos referido antes y que sería muy similar al que aparece hoy en día en la Tierra.

 

Detectando la señal.

El borde rojo de vegetación puede ser medido en la Tierra mediante la observación del espectro a través de lo que los científicos llaman “Earthshine”, que es la luz reflejada por la parte no iluminada de la Luna. El “borde rojo” de vegetación se presenta como promedio a través de todo el disco de la Tierra y es más débil y difícil de detectar conforme la reflectividad en el infrarrojo cambia unos pocos grados. Se cree que será aún más difícil de detectar en otros planetas.

“Esto no puede ser resuelto con los telescopios actuales, pero es posible que con los telescopios de nueva generación que se instalarán en varios puntos de la geografía serán capaces de observar superficies de otros planetas donde se pueda observar el borde rojo”, comentó O´Malley James para la revista Astrobiology Magazine.

Cómo las diferentes partes de una hoja reflejan la luz / Crédito de la imagen: Jeff Cams

Comprender como el borde rojo de vegetación varia a través del tiempo es también más complicado que modelar el incremento de la señal de la vegetación que va evolucionando. O’Malley-James y Kaltenegger tuvieron que tomar en cuenta para crear sus modelos algo fundamental: los cambios geológicos que suceden en el tiempo. Por ejemplo, las eras de hielo resultan tener menos vegetación. Sin embargo, periodos con alta vegetación como el Cretásico podrían haber tenido más altas señales en el infrarrojo que las señales que se ven hoy en día en la Tierra. De hecho, las nubes que se forman también producir signos de vegetación y es aún posible que otros organismos que producen la fotosíntesis, como las algas, exhiban el “borde rojo”.

Los mejores objetivos para los futuros telescopios serán los planetas viejos y calientes como los mundo desérticos o planetas que tengan junglas al estilo del Cretásico. Los planetas desiertos también pueden existir a través de una gran variedad de distancias de su estrella madre lo que haría más común y muy posible la búsqueda de vegetación en otros mundos más allá de nuestro Sistema Solar.

 

Referencia: http://www.astrobio.net

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