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The role of N2 as a Geo-Biosignature for the Detection and Characterization of Earth-like Habitats

Lammer, H und Spross, L. und Grenfell, John Lee und Scherf, M. und Fossati, L. und Lendl, M. und Cubillos, P. (2019) The role of N2 as a Geo-Biosignature for the Detection and Characterization of Earth-like Habitats. Astrobiology, 19 (7), Seiten 927-950. Mary Ann Liebert Inc.. doi: 10.1089/ast.2018.1914. ISSN 1531-1074.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://www.liebertpub.com/doi/pdf/10.1089/ast.2018.1914

Kurzfassung

Since the Archean, N2 has been a major atmospheric constituent in Earth’s atmosphere. Nitrogen is an essential element in the building blocks of life; therefore, the geobiological nitrogen cycle is a fundamental factor in the long-term evolution of both Earth and Earth-like exoplanets. We discuss the development of Earth’s N2 atmosphere since the planet’s formation and its relation with the geobiological cycle. Then we suggest atmospheric evolution scenarios and their possible interaction with life-forms: first for a stagnant-lid anoxic world, second fora tectonically active anoxic world, and third for an oxidized tectonically active world. Furthermore, we discuss a possible demise of present Earth’s biosphere and its effects on the atmosphere. Since life-forms are the most efficient means for recycling deposited nitrogen back into the atmosphere at present, they sustain its surface partial pressure at high levels. Also, the simultaneous presence of significant N2 and O2 is chemically incompatible in an atmosphere over geological timescales. Thus, we argue that an N2-dominated atmosphere in combination with O2 on Earth-like planets within circumstellar habitable zones can be considered as a geo-biosignature. Terrestrial planets with such atmospheres will have an operating tectonic regime connected with an aerobic biosphere, whereas other scenarios in most cases end up with a CO2-dominated atmosphere. We conclude with implications for the search for life on Earth-like exoplanets inside the habitable zones of M to K stars.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/127817/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The role of N2 as a Geo-Biosignature for the Detection and Characterization of Earth-like Habitats
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lammer, HSpace Research Institute, Austrian Academy of SciencesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Spross, L.Spa. Res. Inst., GrazNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grenfell, John LeeLee.Grenfell (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scherf, M.Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fossati, L.Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Schmiedlstrasse 6, 8042, Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lendl, M.Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Schmiedlstr. 6, 8042 Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cubillos, P.Spa. Res. Inst., GrazNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2019
Erschienen in:Astrobiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:19
DOI:10.1089/ast.2018.1914
Seitenbereich:Seiten 927-950
Verlag:Mary Ann Liebert Inc.
ISSN:1531-1074
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Earth-likeexoplanets—Atmospheres—Tectonics—Biosignatures—Nitrogen—Habitability.
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt COROT Beteiligung (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Hinterlegt von: Gebauer, Stefanie
Hinterlegt am:02 Dez 2019 13:16
Letzte Änderung:20 Jan 2020 14:36

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