Da die Zahl der entdeckten extrasolaren Planeten wächst, beginnen Astronomen, sich mit dem nächsten Schritt zu befassen: der Suche nach felsigen erdähnlichen Planeten. Darüber hinaus möchten Astronomen idealerweise den Mutterstern ausblenden und einen Teil des reflektierten Leuchtens aus der Atmosphäre des Planeten erkennen, um die chemische Zusammensetzung zu charakterisieren. Aber wie würde das reflektierte Licht eines „erdähnlichen“ Planeten aussehen? Um dies zu beantworten, ein neues Papier untersucht, wie die Erde zu verschiedenen Zeitpunkten in der Geschichte unseres Planeten hätte ausgesehen haben sollen.
Derzeit haben Astronomen ein gutes Verständnis dafür, wie unser Planet Licht reflektiert. Noch bevor Satelliten gestartet wurden, die dies direkt beobachten konnten, konnten wir das reflektierte Licht unserer Heimat auf dem Mond sehen, ein Effekt, der als „Earthshine“ bekannt ist. Die reflektierte Lichtmenge hängt davon ab, was sich auf der Oberfläche befindet.
Der Beitrag betrachtet fünf verschiedene Arten von reflektierenden Materialien. Wasser und Vegetation neigen dazu, Licht im sichtbaren und ultravioletten Wellenlängenbereich stark zu absorbieren, während Eis und Wüsten stark reflektieren. Die Wolkendecke, die auch viel Licht reflektiert, ist die fünfte.
Mit der modernen Erde reflektiert unser Planet derzeit etwa 32% des gesamten einfallenden Lichts. Dies ändert sich je nach Jahreszeit um einige Prozent, meist abhängig von der Wolkenbedeckung.
Diese neue Studie analysiert auch die Menge des reflektierten Lichts für die Erde, die als Albedo bekannt ist, während vier anderen historischen Perioden: der späten Kreidezeit (vor 90 Millionen Jahren), der späten Trias (vor 230 Millionen Jahren), dem Mississippi ( 340 My vor) und das späte Kambrium (500 My vor).
Mithilfe von Simulationen basierend auf den verschiedenen Oberflächenmerkmalen rekonstruierte das Team vom Instituto de Astrofísica de Canarias im Besitz von Spanien die erwartete Wolkenbedeckung für diese verschiedenen Epochen, um ihren Beitrag zur Gesamtalbedo zu berücksichtigen.
Im Allgemeinen wiesen die historischen Perioden aufgrund der „ähnlichen Ozean-Land-Vegitation-Verteilung“ sowie ähnlicher Verteilungen der Kontinente zwischen Hemisphären und den meisten Wüsten in niedrigen Breiten ein auffallend ähnliches Maß an Reflexion auf. Die Ausnahme bildete das späte Kambrium. Während der Durchschnitt nur geringfügig höher war, variierte dieser Zeitraum je nachdem, welcher Teil der Erde betrachtet wurde.
Zu dieser Zeit war der ursprüngliche Superkontinent Pangäa dabei, sich aufzulösen. Sie waren noch gehäuft und fast ausschließlich auf der Südhalbkugel. Der Meeresspiegel war auch deutlich höher, was bedeutet, dass ein größerer Teil des Landes unter Wasser lag und vom nicht reflektierenden Wasser bedeckt war. Schließlich konzentrierte sich das meiste Leben noch in den Ozeanen. Da es noch nicht an Land vorgedrungen war, wird erwartet, dass die Oberfläche hauptsächlich felsiges Wüstengelände war, das ein hohes Reflexionsvermögen aufweisen würde. In den Zeiten, in denen der aufbrechende Superkontinent einem Beobachter gegenüberstand, stieg die Albedo auf bis zu 37%, um dann auf 32% zu sinken, wenn sie sich aus dem Blickfeld drehte.
Das Team schlägt vor, dass eine solche Variation es Astronomen in Zukunft ermöglichen könnte, die Rotationsraten von Planeten zu bestimmen. Im Idealfall kann es sogar Hinweise auf die geographische Anordnung der Kontinente geben.