Учёные впервые «обнаружили» признаки жизни и жизнедеятельности на Земле с помощью метода, который может, в принципе, пригодиться для поиска подобных маркеров на планетах в далёких звёздных системах.

О жизни на планете свидетельствуют разные признаки; например, светлые и тёмные полосы в спектре отражённого света указывают на определённые комбинации газов в атмосфере, и особенно тёмный спектральный диапазон может означать наличие хлорофилла и некоторых других светособирающих биопигментов. Именно эти характерные признаки жизни с лёгкостью наблюдал на Земле американский зонд «Галилео» на пути к Юпитеру почти два десятилетия назад. Но определение маркеров жизни на далёкой экзопланете, тусклое мерцание которой почти полностью подавляется ярким светом звезды, представляет собой серьёзную проблему.

Поэтому учёные разработали подход, основанный на различиях между светом, который отражается от планеты, и светом, испускаемым звездой: первый зачастую поляризован, а второй — нет. Дабы выяснить, какую информацию о планете содержит поляризованный свет, Михаэль Штержик из Европейской южной обсерватории (Чили) и его коллеги проанализировали солнечный свет, отражённый от Земли на тёмную часть Луны и затем вернувшийся к нашей планете.

С помощью «Очень большого телескопа» в Сьерро-Паранал исследователи измеряли интенсивность поляризованного света под разными углами в узких диапазонах длин волн (это называется спектрополяриметрией) в течение двух ночей в 2011 году — 25 апреля, когда для наблюдателя, находящегося на Луне, Земля выглядела бы наполовину затемнённой, и 10 июня, когда освещённой была примерно треть Земли.

Сравнив результаты измерений с моделями, описывающими, как различная поверхность суши и моря должна отражать поляризованный свет, исследователи обнаружили, что полученные данные позволяют различить изменения в облачности Земли и определить, что часть планеты покрыта океанами. Помимо этих явных признаков жизнедеятельности команда идентифицировала маркеры хлорофилла — они были видны особенно хорошо в апреле, когда для гипотетического лунного наблюдателя были освещены части Бразилии, Африки и Европе, но в июне, когда суша была практически не видна с Луны, их было почти невозможно обнаружить.

По словам Слоуна Викторовича из Калифорнийского университета в Беркли (США), этот метод особенно перспективен в связи с тем, что учёные до сих пор в состоянии определить атмосферные спектры только тех экзопланет, которые проходят непосредственно между своей звездой и Землёй, а это всего 10% обнаруженных на сегодня экзопланет.

Для более далёких — и, следовательно, чрезвычайно слабых — целей подобные измерения требуют и более длинной выдержки. Пока подходящих телескопов не существует. «Европейский чрезвычайно большой телескоп» с 40-метровой апертурой появится лишь лет через десять. Только такие, как он, смогут доказать, что Земля не единственная планета, на которой есть жизнь.

Пока же г-н Штержик отмечает, что модели, описывающие поляризованный свет, отраженный от различных типов поверхности Земли, «хороши, но отнюдь не идеальны». Необходимо организовать как можно больше наблюдений Земли с большого расстояния — в том числе посредством телескопов, установленных на Луне. Только путём измерения всех «граней» Земли в течение всех суток и при различной облачности можно будет получить полную модель того, как должна выглядеть экзопланета, похожая на Землю.