Группа астрономов во главе с Жан-Ноэль Меттлером, докторантом Швейцарской высшей технической школы Цюриха, решила применить методы исследования экзопланет для изучения Земли. В частности, авторы рассматривали тепловое излучение, которое исследователи используют для получения данных о поверхности и атмосфере, температуре и других характеристиках экзопланет. Исследование показало, что сезонная изменчивость Земли существенно влияет на спектральные характеристики центральных биоиндикаторов: N2O, CH4, O3 и CO2. В некоторых случаях были зафиксированы условия, неблагоприятные для развития жизни.
Спектры собирались с помощью научно-исследовательского спутника НАСА Aqua, входящего в комплекс из трёх спутников (Terra, Aqua и Aura), разработанных для изучения суши, воды и атмосферы соответственно. Если точнее, в работе использовался атмосферный инфракрасный зонд AIRS (Atmospheric Infrared Sounder), установленный на Aqua.
Данные собирались с четырёх разных углов обзора: два с центрами на Северном (NP) и Южном (SP) полюсах и два с центрами по экватору со стороны Африки (EqA) и Тихого океана (EqP). NP и EqA показали годовые колебания в спектрах 33% и 22% соответственно при максимальной длине волны ≈ 10,2 мкм. SP и EqP показали меньшую изменчивость благодаря особенностям тепловой инерции океана (≈ 11% при 10,2 мкм). Среди биоиндикаторов наибольшие сезонные колебания показал CO2: 15,76% и 8,65% для SP и NP соответственно.
Авторы пришли к выводу, что не существует единой репрезентативной выборки спектра теплового излучения Земли. Сезонные изменения делают это невозможным. Также без подробных знаний о параметрах орбиты и наклоне планеты крайне сложно достоверно расшифровать полученные данные. Необходимо наблюдать за планетой в течение длительного периода времени, чтобы учесть влияние сезонности на результаты. В противном случае даже Земля может внезапно попасть в категорию необитаемых планет просто из-за неудачного периода наблюдения, показавшего условия, неблагоприятные для развития жизни.
Полученные данные в первую очередь важны для определения нюансов изучения экзопланет. Эксперимент показывает сложность поиска биоиндикаторов и указывает на конкретные области для проработки, например, учёт сезонности.
Подробности исследования опубликованы в открытом доступе на arXiV в статье «Earth as an Exoplanet: II. Earth's Time-Variable Thermal Emission and its Atmospheric Seasonality of Bio-Indicators».
