UC Riverside leder ett av NASA:s astrobiologiprograms åtta nya forskarteam som tar itu med frågor om livets utveckling och ursprung på jorden och möjligheten till liv bortom vårt solsystem.

Teamen utgör den första klassen för NASA:s Interdisciplinary Consortia for Astrobiology Research-program. Det UCR-ledda teamet motiveras av den grundläggande frågan om hur man kan upptäcka planeter som kan vara värd för liv och förbli beboeliga trots enorma förändringar över tid, som kräver jakt på biologiska gaser i atmosfären på planeter ljusår bortom vårt solsystem.

"För att uppnå detta mål, vår forskning fokuserar på de många olika kapitlen i jordens historia – eller alternativa jordar – som sträcker sig över miljarder år och erbjuder viktiga mallar för att undersöka exoplaneter långt bortom vårt solsystem, " sa UCR biogeokemist Timothy Lyons, projektledaren.

På grund av deras enorma avstånd från oss, människor kommer förmodligen aldrig att besöka dessa planeter, åtminstone inte snart, sa Lyons. Dock, Inom en snar framtid, forskare kommer att kunna analysera sammansättningen av dessa planeters atmosfärer, letar efter gaser som syre och metan som kan komma från livet.

Jorden har genomgått dramatiska förändringar under de senaste 4,5 miljarder åren, med stora övergångar som förekommer i plattektoniken, klimat, havets kemi, strukturen i våra ekosystem, och sammansättningen av vår atmosfär.

"Dessa förändringar representerar en möjlighet, " sa Lyons. "De olika perioderna av jordens evolutionära historia ger glimtar av många, till stor del främmande världar, av vilka några kan vara analoger till beboeliga planettillstånd som skiljer sig mycket från förhållandena på den moderna jorden."

Spännande nya forskningsgränser för Lyons team inkluderar studier av jordens första 500 miljoner år, samt förutsägelser om vår planet och dess liv miljarder år i framtiden.

Att studera biosignaturgaser i jordens förflutna kommer att tillåta teamet att designa teleskop och förfina tolkningsmodeller för potentiella spår av liv i avlägsna exoplanetatmosfärer, noterade Georgia Tech biogeokemisten Christopher Reinhard.

När forskarna väl förstår hur jorden och dess stjärna – solen – förändrades tillsammans för att upprätthålla flytande hav som myllrar av liv under miljarder år, teamet kan förutsäga hur andra planetsystem också kan ha utvecklat och upprätthållit liv och bättre förstå hur man söker efter det.

"Ett sådant "uppdrag till tidig jorden" måste inkludera bred tvärvetenskaplighet inom teamet, effektfull synergi inom och mellan forskningssamordningsnätverken, eller RCN, från NASAs astrobiologiprogram, och ett engagemang för resultat som kommer att hjälpa till att styra NASAs vetenskap i decennier framöver, " sa UCR astrobiolog Edward Schwieterman.

Framgång i detta uppdrag kommer att kräva biologiska, kemisk, geologisk, oceanografiska, och astronomisk expertis. Yale University biogeokemist Noah Planavsky sa, "vårt lag tar med allt detta till bordet." Följaktligen, den mångsidiga expertisen inom teamet inkluderar astronomer, planetforskare, geologer, geofysiker, oceanografer, biogeokemister, och geobiologer.

Teamet kommer att samla in gamla stenprover och moderna sediment från hela världen som spänner över miljarder år och använda data de genererar för att driva omfattande beräkningsmodeller för jordens antika och framtida hav och atmosfärer.

"Modellerna kommer att tillåta teamet att utvärdera om olika perioder i jordens historia kännetecknades av gaser som skulle ha kunnat detekteras från en avlägsen vy som produkter av liv, ungefär som syrefingeravtryck liv på vår planet idag, " sa Purdue University Earth och exoplanetforskaren Stephanie Olson.

Detta arbete kräver en mångsidig syn på jorden som ett komplext system som har varierat dramatiskt över tiden. Men trots alla förändringar, Jorden har förblivit ihållande beboelig, med flytande vatten hav som kryllar av liv.

Hur jorden blev och förblev beboelig och huruvida dess liv skulle ha varit detekterbart för en avlägsen observatör är frågorna som i slutändan kommer att definiera och förfina sökandet efter liv på exoplaneter.

"Kortfattat, sa Lyons, "det spännande målet för vårt team är att ge en ny och mer holistisk syn på jordens evolutionära historia för att hjälpa till att vägleda NASA:s uppdragsspecifika sökande efter liv i avlägsna världar."

RCN:erna är astrobiologins nya ansikte vid NASA, efter 20 år av spännande forskning under paraplyet av NASA Astrobiology Institute, som stöttade det UCR-ledda teamet tidigare.

Det nya priset på 4,6 miljoner dollar från NASA kommer att sträcka sig över fem år och inkluderar teammedlemmar från Georgia Tech, Yale universitet, Purdue University, UCLA, NASA Ames Research Center och medarbetare från hela världen.