Forskare över hela världen har länge tagit itu med frågan:Finns det liv på andra planeter, och i så fall, hur hittar vi det? Inför tusentals planeter att utforska bortom vårt solsystem, forskare behöver ett sätt att förutsäga vilka exoplaneter som mest sannolikt kommer att vara värd för liv. För att komplicera saken, deras förutsägelser måste baseras på observationer som kan göras på ljusår bort – som exoplanetens storlek, massa och sammansättningen av dess atmosfär.

I en nyligen publicerad publikation i Astrofysisk tidskrift , University of Chicago planetforskare Stephanie Olson presenterade en ny modell som förutsäger hur oceanernas cirkulationsmönster kan påverka gynnsamma liv på den planeten. Dessa faktorer kan vägleda forskare i sökandet efter liv i andra världar, och forskarnas resultat tyder på att letar efter en planet exakt som jorden kanske inte leder oss till de mest troliga platserna där främmande liv finns.

"Den lilla mängden tidigare arbete på exoplanethav fokuserade mest på deras klimatpåverkan, ", sa medförfattare och docent Dorian Abbot i UChicago. "Denna studie startar processen att bedöma den inverkan som havscirkulationen har på näringsämnenas kretslopp, biologisk produktivitet och, potentiellt, spårbarheten av liv på exoplaneter."

Cirkulationsmönster kan ha en dramatisk effekt på livsdugligheten för livet i havet. Majoriteten av livet i havet på planeten jorden finns i det översta lagret, som tar emot solljus för att stödja fotosyntetiska organismer och utbyter gaser med atmosfären. Detta blandade lager förlorar kontinuerligt näringsämnen till de djupare, stiller områden i havet som döda organismer dras ner av gravitationen.

Återgången av dessa näringsämnen till det livsuppehållande blandade lagret beror på en process som kallas uppsvällning. Uppvallning sker på specifika platser där vinden får ytvatten att divergera och djupa vatten rinner upp för att ersätta dem, tar med sig de näringsämnen som ger liv.

"Om du ser på livet i våra hav, det är överväldigande koncentrerat till regioner där det finns uppväxt, sa Olson, en T.C. Chamberlin postdoktor vid institutionen för geofysiska vetenskaper.

Olson använde en modell för att utforska hur små förändringar i observerbara egenskaper, såsom en planets storlek eller rotationshastighet, kan dramatiskt påverka mängden uppströmning i en exoplanets hav och därmed gynna eller missgynna livet på havsytan.

"Vi fann att planeter som roterar långsammare än jorden, har högre yttryck än jorden och har saltare hav än jorden kan alla uppleva större uppströmning. Det kan lämpa sig för ett mer aktivt fotosyntetiskt liv och som i slutändan kan manifestera sig som mer detekterbart fotosyntetiskt liv, ", sa Olson. "Det är de typer av planeter som vi borde prioritera för studier av livsdetektering, och det är den typen av planeter där om vi inte hittar liv, icke-detekteringen kan vara mer meningsfull."

Dessa resultat står i kontrast till den allmänna uppfattningen om exoplanetprioritering:att vår bästa chans att hitta liv är att lokalisera en exoplanet med så många jordliknande egenskaper som möjligt.

"Denna studie motiverar att utöka vårt sökande bortom jordanaloger och överväga om det kan finnas planeter som kan vara bättre värdar för liv än jorden själv, sa Olson.

Särskilt, Olson fann att vissa egenskaper hos exoplaneter som skiljer sig från jorden kan leda till fler gassignaturer av biologisk aktivitet i atmosfären - som syre och metan - vilket gör livet på dessa planeter lättare att upptäcka på långt håll.

Förutom att informera om sökandet efter liv på andra planeter, Olsons modell kan också ge information om havscirkulationsmönstren på jorden och ge inblick i både det förflutna och framtiden för livet på vår planet.

Under loppet av jordens historia, rotationshastigheten, yttrycket och solens ljusstyrka har förändrats. Olsons modell tyder på att alla dessa förändringar har ökat uppväxten genom tiden och kan ha drivit livet att blomstra i våra hav.

Dessutom, Olson blev förvånad över att finna att en ökning av salthalten – mängden salt som lösts upp i vårt hav – kan dramatiskt påverka jordens klimat. Hennes modell fann att om vi skulle fördubbla mängden salt i vårt hav, det skulle få all havsis att smälta och leda till en uppvärmning av planeten med 6 grader Celsius.

"Om en faktor på två salthaltsskillnader är så viktig för planetariskt klimat, havets salthalt är något som vi verkligen behöver tänka på när det gäller klimatutvecklingen på vår egen planet, sa Olson.

Olsons modell förutsäger denna och andra överraskande uttalade förändringar i havscirkulationen och klimatet genom att subtilt modifiera egenskaperna hos en jordliknande planet, en parameter i taget. Det finns potential för mer dramatiska effekter om parametrar ändras samtidigt för att mer exakt återspegla hur en exoplanets egenskaper kan skilja sig från jorden, öppnar nästan obegränsade scenarier att utforska.

"Haven är verkligen dynamiska livsmiljöer, och vi har precis skrapat på ytan här, " sa Olson. "Min vision är att folk kommer att bli entusiastiska över detta och fortsätta arbeta och utforska ännu mer exotiska möjligheter."