作者:卡琳·瓦伦丁，亚利桑那州立大学 在左边，产生氧气的生物圈(光合作用/呼吸作用)是由来自陆地的营养径流提供的
在右边，如果你在地球上增加足够的水来覆盖所有的土地，那么养分流失就停止了
这大大减少了生物圈能够产生的氧气量
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Glaser/ASU 宇宙的其他地方是否有生命是人们思考了几千年的问题；在过去的几十年里，我们在寻找太阳系以外的生命迹象方面取得了长足的进步
像开普勒太空望远镜这样的美国宇航局任务已经帮助我们记录了数以千计的系外行星——围绕其他恒星运行的行星
美国宇航局目前的任务，如凌日系外行星调查卫星，预计将大大增加目前已知系外行星的数量
预计将有几十颗地球大小的岩石行星在其恒星的可居住区运行，距离水可以以液体形式存在于它们的表面
这些是寻找生命的好地方
这将通过像即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的任务来完成，它将通过在红外波长下的观察来补充和扩展哈勃太空望远镜的发现
预计它将于2021年发射，这将使科学家能够确定岩石系外行星的大气中是否含有氧气
地球大气中的氧气是微生物和植物光合作用的结果
就系外行星与地球相似的程度而言，它们大气中的氧气也可能是生命的标志
然而，并不是所有的系外行星都像地球一样
有些会，但有些会与地球大相径庭，氧气不一定来自生命
因此，有了所有这些当前和未来的系外行星要研究，科学家们如何将研究范围缩小到氧气最能代表生命的领域？ 为了回答这个问题，由亚利桑那州立大学(ASU)领导的跨学科研究小组提供了一个框架，称为“可探测性指数”，这可能有助于优先考虑需要额外研究的系外行星
这个指数的细节最近发表在美国天文学会的天体物理学杂志上
“该指数的目标是为科学家提供一个工具，来选择最好的观察目标，并最大限度地增加检测到锂铁的机会，”亚利桑那州立大学分子科学学院的首席作者唐纳德·格拉泽说
像地球这样的行星的氧气可探测性指数很高，这意味着地球大气中的氧气肯定是由生命而不是其他原因造成的
看到氧气意味着生命
该团队的一个令人惊讶的发现是，与地球没有太大不同的系外行星的可探测性指数直线下降
虽然地球表面大部分被水覆盖，但地球的海洋只占很小的比例(0
025%)的地球质量
相比之下，太阳系外围的卫星通常有接近50%的水冰
“很容易想象，在像我们这样的另一个太阳系中，一颗类似地球的行星可能只有0
亚利桑那州立大学地球和太空探索学院的合著者史蒂文·德什说
“这足以改变可探测性指数
即使观测到了氧气，氧气也不能表明这些行星上有生命
那是因为一个类似地球的行星是0
2%的水——大约是地球的八倍——将没有裸露的大陆或陆地
" 没有土地，雨水不会风化岩石，也不会释放磷等重要营养物质
光合作用生命不能以与其他非生物来源相当的速度产生氧气
“可探测性指数告诉我们，仅仅观察外星大气中的氧气是不够的
我们还必须观察海洋和陆地，”德希说
“这改变了我们寻找系外行星生命的方式
它帮助我们解释我们对系外行星的观察
它帮助我们选择寻找生命的最佳目标系外行星
它帮助我们设计下一代太空望远镜，这样我们就能获得所有我们需要的信息，从而对生命做出积极的识别
" 来自不同领域的科学家聚集在一起创建了这个索引
这个团队的形成是由美国宇航局的系外行星系统科学项目推动的，该项目资助跨学科研究，以制定在系外行星上寻找生命的策略
他们的学科包括理论和观测天体物理学、地球物理学、地球化学、天体生物学、海洋学和生态学
“这种研究需要不同的团队，我们不能作为单独的科学家来做，”合著者希利·哈特内特说，他在亚利桑那州立大学地球与空间探索学院和分子科学学院担任联合职务
除了主要作者格拉泽和合著者哈内特和德希，该团队还包括合著者开曼·安巴尔、斯特芬·布塞克尔、特里萨·费希尔、史蒂文·格拉泽、苏珊·诺伊尔、喀麦隆人米尔萨普、约瑟夫·奥洛克、萨拉·伊马里·沃克和米哈伊尔·左洛托夫，他们共同代表亚利桑那大学分子科学学院、地球和空间探索学院以及生命科学学院
团队中的其他科学家包括来自加州大学河滨分校、约翰霍普金斯大学和葡萄牙波尔图大学的研究人员
该小组希望这一可探测性指数框架将用于寻找生命
“在太阳系以外的星球上探测到生命将会改变我们对自己在宇宙中的位置的整体认识，”格拉泽说
“美国国家航空航天局在寻找生命方面投入了大量的资金，我们希望这项工作能够在我们寻找生命的时候最大限度地提高探测生命的机会
"
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