​天文學家現在已經建立了五個模型，代表了我們地球演化的關鍵點，就像地球地質時代的化學快照。在即將到來的強大望遠鏡的新時代，天文學家將把它們作為光譜模板，在遙遠的太陽系中尋找類地行星。卡爾·薩根研究所主任、天文學副教授麗莎·柯廷安說：這些新一代的太空和地面望遠鏡加上這些研究模型，將使能夠識別出距離我們約50到100光年遠的類地行星。

對於這項研究和模型的建立，柯廷安、博士生傑克·馬登和林紫等主要作者已將研究成果發表在《天體物理學》期刊上。以地球為關鍵，研究模擬了五個不同的地球時代，為如何描述一個潛在的系外地球（從一個年輕的、生命起源前地球到現代世界）提供了一個模板。這些模型還讓我們能夠探索在地球演化的哪個階段，一個遙遠的觀察者，能夠在宇宙的‘淡藍點（地球）’和其他類似星球上發現生命。

圖示：這種藝術圖展示的是系外行星開普勒-62f，這是一顆岩石超級地球大小行星，位於天琴座，距離地球約1200光年，開普勒-62f可能是一個生命起源前地球的樣子，其他的系外行星可能看起來類似。

研究團隊創造了大氣模型，與39億年前的地球相匹配，那是一個生命起源前的地球，當時二氧化碳密集地覆蓋著地球這顆年輕的行星。第二個模型回溯模型從化學角度描述了一個沒有氧氣的星球，一個缺氧的地球，時間回溯到35億年前。另外三個模型揭示了大氣中氧氣濃度從0.2%上升到現在的21%。地球和我們呼吸的空氣，有了巨大變化自地球形成4.5數十億年前。

天文學家尋找像我們地球這樣的世界，可以看到年輕的現代類地行星在運輸過程中，使用地球的歷史上作為一個模板。在地球的歷史上，氧氣上升的時間和豐富程度還不清楚。但是，如果天文學家能夠找到系外行星含氧量僅為地球當前含氧量的1%，那麼這些科學家將開始發現新的生物、臭氧和甲烷，並能將其與地球的年齡模板相匹配。透射光譜顯示了大氣的特徵，這將向一個遙遠的觀測者表明，地球早在20億年前就有了一個生物圈。

利用美國宇航局計劃於2021年3月發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和智利安託法加斯塔超大望遠鏡(計劃於2025年首次開光)等即將問世的望遠鏡，天文學家將可以觀察到一顆系外行星在其主恆星前方凌日，揭示該行星的大氣層。一旦這顆系外行星凌日並擋住了主恆星的一部分，就能破譯它的大氣光譜特徵。利用地球的地質歷史作為關鍵，可以更容易地發現遙遠系外行星上存在生命的化學跡象。

參考期刊《天體物理學》