系外惑星の生命探査に向け、地球全体の地球化学シミュレーションを開発(UW scientists build whole-Earth simulation to help find life on other planets)

2026-11-02 ワシントン大学(UW)

米国ワシントン大学の研究チームは、生命が存在しない仮想地球を構築し、惑星内部から地表、大気に至る化学物質の循環を約50億年間にわたって再現する地球全体の地球化学シミュレーションを開発した。従来のモデルでは惑星の核、マントル、地殻などが主な対象だったが、今回の研究では地表と大気も統合し、惑星形成から約5億年後の未来までを計算対象とした。マントルの熱流量など19種類の惑星特性を再現できることを確認した。このモデルの重要な特徴は、生命活動の影響を除外している点にある。これにより、火山活動や惑星内部の化学反応など、生命が存在しなくても生じる大気組成を予測できる。研究者は、系外惑星の基本情報を入力し、観測された大気が非生物的な過程だけで説明できるかを検証することで、酸素やメタンなどの生命存在指標(バイオシグネチャー)の解釈精度を高められるとしている。将来の系外惑星観測望遠鏡の設計にも貢献することが期待される。

<関連情報>

地球型系外惑星研究のための、生命のない地球の全惑星モデル A Whole-planet Model of the Earth without Life for Terrestrial Exoplanet Studies

Samantha Gilbert-Janizek, Rory K. Barnes, Peter E. Driscoll, Nicholas F. Wogan, Avi M. Mandell, Jessica L. Birky, Ludmila Carone and Rodolfo Garcia
The Planetary Science Journal  Published: 2026 September 18
DOI:10.3847/PSJ/ae9d79

系外惑星の生命探査に向け、地球全体の地球化学シミュレーションを開発(UW scientists build whole-Earth simulation to help find life on other planets)

Abstract

As the only known habitable (and inhabited) planet in the Universe, Earth informs our search for life elsewhere. Future telescopes like the Habitable Worlds Observatory (HWO) will soon look for life on rocky worlds around Sun-like stars, so it is critical that we understand how to distinguish habitable planets from inhabited planets. However, it remains unknown if life is necessary to maintain a habitable planet, or how all of the components of an evolving planet impact habitability over time. As a first step toward answering these questions, we present a coupled interior-atmosphere evolution model of the Earth without life from 50 Myr to 5 Gyr that reproduces 19 key observations of the preindustrial Earth after 4.5 Gyr within estimated measurement uncertainties. We also produce a reflected-light spectrum covering the possible wavelength range of HWO. Our findings suggest that life may not be required to maintain long-term habitable surface conditions. The model presented here is apt for predicting the long-term habitability of Earth-like exoplanets by coupling the interior and surface evolution. By generating realistic reflected-light spectra from evolved atmospheric states, this model represents significant progress towards characterizing the observability of whole-planet evolution, which may ultimately provide a robust abiotic baseline for interpreting biosignature observations with HWO.

1702地球物理及び地球化学
ad
ad
ad
タイトルとURLをコピーしました