Le indagini astronomiche hanno scoperto quasi 6.000 esopianeti, tra cui molti pianeti abitabili, che possono ospitare acqua liquida sulle loro superfici. La ricerca della vita su tali pianeti è uno degli sforzi scientifici più significativi di questo secolo, con progetti di osservazione di imaging diretto attualmente in fase di sviluppo.
Sui pianeti simili alla terra, lo spettro di riflettanza caratteristico della vegetazione terrestre, noto come “bordo rosso vegetale”, è considerato una biosignatura chiave. Tuttavia, è improbabile che i pianeti oceanici, con la maggior parte delle loro superfici coperte dall’acqua, sostengano la vegetazione terrestre. Per ampliare la portata del rilevamento della vita sui pianeti oceanici, questo studio ha esaminato le caratteristiche degli spettri di riflettanza dalle piante galleggianti e ha testato la loro rilevabilità.
Lo studio ha studiato gli spettri di riflettanza delle piante galleggianti su diverse scale, dalle singole foglie in ambito di laboratorio all’osservazione su larga scala attraverso il telerilevamento satellitare della vegetazione del lago.
Sebbene le foglie galleggianti presentino una notevole variazione morfologica tra le specie, la loro tendenza generale rivela un bordo rosso pronunciato, spesso paragonabile o addirittura superando quello delle piante terrestri. Questo miglioramento è attribuito alle lacune aeree nel tessuto di spugna che forniscono galleggiabilità e strutture epidermiche specializzate che offrono repellenza per l’acqua. Mentre le foglie galleggianti mostrano una riflettanza leggermente ridotta quando sono bagnate, mostrano comunque un bordo rosso più distinto rispetto alle piante idriche sommerse.
Tuttavia, su una scala più ampia, la firma del bordo rosso della vegetazione galleggiante si indebolisce a causa della minore densità di vegetazione e della ridotta sovrapposizione delle foglie sulla superficie dell’acqua. Le analisi su scala paesaggistica che utilizzano telerilevamento satellitare (Sentinel-2; ESA) con l’indice di vegetazione di differenza normalizzata (NDVI) prosperano in estate e scompare in inverno, facendo sì che l’NDVI sia relativamente basso quando è mediata nel corso dell’anno. Tuttavia, la fluttuazione tra i valori NDVI minimi e massimi è più pronunciata per la vegetazione galleggiante rispetto alle foreste. Per studiare ulteriormente questo modello, è stato condotto un sondaggio su larga scala di 148 laghi e paludi in tutto il Giappone. Lo studio ha rivelato una caratteristica variazione di NDVI stagionale, passando da valori negativi in inverno a valori positivi in estate. È importante sottolineare che mentre l’acqua sopprime la riflettanza della vegetazione galleggiante, la sua stessa riflettanza è ancora più bassa e rimane stabile. Migliora la rilevabilità delle fluttuazioni stagionali di NDVI, che rimangono robuste contro l’interferenza atmosferica e delle nuvole, suggerendo che questo metodo potrebbe essere promettente per rilevare la vita su esopianeti abitabili in futuro.
Se gli organismi fotosintetici, come le piante galleggianti, esistono universalmente su esopianeti abitabili, allora l’ambito dell’esplorazione della vita può essere ampliato per includere pianeti oceanici piuttosto che essere limitati ai pianeti simili alla terra. È importante comprendere l’origine e il processo evolutivo della vita in quanto coevolve con ambienti planetari per prevedere la morfologia degli organismi che possono adattarsi a diverse condizioni planetarie. Questo studio fornisce una base per la ricerca futura sulle biosignature, aprendo la strada alla prossima generazione di missioni di rilevamento della vita.
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