康奈尔大学的天文学家们从早期的地球开始研究大自然的调色板，为观察遥远的世界创造了一个宇宙“备忘录”。通过将颜色和色调关联起来，研究人员的目标是了解已发现的系外行星可能会沿着它们自己的进化光谱合理地落在何处。
康奈尔大学卡尔·萨根研究所(Carl Sagan Institute)的研究助理杰克·奥马利-詹姆斯(Jack O ‘Malley-James)说:“在我们探索系外行星的过程中，我们把早期地球及其在历史上的生物学里程碑作为罗塞塔石碑。”
O ‘Malley-James与天文学教授、萨根研究所所长Lisa Kaltenegger合著了《扩展地球光合红边生物特征的时间轴》一书。这篇论文发表在7月9日的《天体物理学杂志》上。
柯廷安说:“如果一个外星人用颜色来观察我们的地球上是否有生命，那么这个外星人在我们星球的整个历史上，也就是几十亿年前，就会看到非常不同的颜色，那时不同的生命形式控制着地球的表面。”
她说:“天文学家以前只关注植物，但现在有了更好的调色板，研究人员现在可以看到超过5亿年、至多25亿年的地球历史，与系外行星上的时期相匹配。”
在过去的5亿年里——大约是地球生命的10%——叶绿素以许多常见的植物生命形式存在，如树叶和地衣，一直是地球生物特征的关键成分。但是其他的植物群，如蓝藻和藻类，比陆生植物要古老得多，但是它们含有叶绿素的结构在行星表面留下了自己的痕迹。
“科学家可以利用我们自己的星球作为寻找目标的关键，来观察类地系外行星上植被以外的表面生物特征，”O ‘Malley-James说。
柯廷安说:“当我们发现一颗系外行星时，这项研究为我们提供了一个更广阔的时间回顾范围。”“我们把能够发现地表生物群的时间从5亿年前(广泛分布的陆地植被)延长到大约10亿年前的地衣，再延长到20或30亿年前的蓝藻。”
O ‘Malley-James和Kaltenegger对类地系外行星的光谱进行了建模，这些类地系外行星有不同的表面生物，它们使用叶绿素。场景可能包括一些生物控制着类地行星的整个表面，比如《星球大战》(Star Wars)电影中尤达的故乡达戈巴(Dagobah)这个虚构的沼泽世界。
地衣(一种共生真菌和光合作用的伙伴关系)可能在12亿年前就已经在地球的土地上定居，并将地球涂成鼠尾草的绿色。在今天的现代地球生物群接管地球之前，这种覆盖将产生一种“非植物性”的光合红边特征(光谱的一部分，有助于防止行星被太阳灼伤)。
O ‘Malley-James和Kaltenegger说蓝藻细菌——类似表面藻类——可能在20亿到30亿年前广泛分布，产生光合作用的红边，并且可以在其他类地系外行星上发现。
奥麦利-詹姆斯说，这项研究表明，地衣、藻类和蓝藻可能为较年轻的地球提供了一个可探测到的表面红边特征，而早在5亿至7.5亿年前，陆地植被还没有广泛分布。
“这篇论文将光合红边表面生物特征的应用扩展到地球历史的早期，”他说，“以及更广泛的可居住的太阳系外行星的场景。”
这项研究的经费来自西蒙斯基金会。
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