데이비드 캐틀링

David Catling

데이비드 C. 캐틀링은 워싱턴 대학의 지구 우주 과학 교수다. 그는 행성의 진화, 대기, 그리고 생명체의 잠재력 사이의 차이를 이해하는 데 초점을 맞춘 행성 과학자 겸 우주 생물학자다. 그는 NASA의 화성 탐사 프로그램에[1] 참여했고 태양계의 다른 곳과 다른 별들의 궤도를 도는 행성에서 생명체를 찾는 것을 돕는 연구에 기여했다.[2][3] 그는 또한 지구의 대기와 생물권의 진화에 관한 연구, 특히 지구의 대기에 산소가[4] 풍부해졌고 복잡한 생명체가 진화할 수 있게 한 그의 연구로도 유명하다.[5][6]

전기

David Catling은 D를 완성했다.1994년 옥스퍼드대 대기해양행성물리학부 필. 1995~2001년 미국항공우주국(NASA) 에임스 연구센터에서 박사 후 학자와 그 후 연구 과학자로 일한 뒤 2001년 워싱턴대 교수가 됐다. 2012년부터 워싱턴대 전임교수로 재직하고 있다.

리서치

지구 대기 진화의 영역에서 캐틀링은 지구의 지각에 산화 미네랄이 대량으로 축적된 경위와 대기에 산소가 풍부해진 과정을 설명하는 이론으로 알려져 있다.[7] 지질학적 기록에 따르면 산소를 생산한 박테리아가 수억년 전에 진화했을 가능성이 있음에도 불구하고 약 24억년 전 대산화 사건(GOE)에서 산소가 대기를 범람시켰다고 한다. 캐틀링의 이론은 생물학적 산소가 처음에는 환경 내의 화학 물질과의 반응에 의해 사용되었다고 제안하지만, 점차적으로 지구의 환경은 산소가 공기 중에 범람하는 티핑 지점으로 이동했다. 대기 메탄은 이 이론의 핵심 부분이다. 산소가 풍부해지기 전에 메탄가스는 오늘날의 백만분의 1.8ppm보다 수백배 더 높은 농도에 도달할 수 있었다. 자외선은 대기권 상층부의 메탄 분자를 분해하여 수소 가스가 우주로 빠져나가게 한다. 시간이 지남에 따라 수소의 되돌릴 수 없는 대기 탈출 - 강력한 환원제 - 때문에 지구는 산화하여 GOE 티핑 지점에 도달하게 되었다.[8]

지구 대기 산소에 대한 다른 연구들은 약 6억년 전 동물 생물의 출현의 전조로 작용한 그것의 두 번째 증가를 고려했다. 캐틀링은 대기 산소와 해수 산소를 추적하기 위해 셀레늄의 안정적 동위원소의 산소 민감성 변화를 검토하자고 제안했고, 그러한 연구 결과는 지구의 두 번째 산소 증가가 약 1억 년 동안 발작과 발작에서 발생했다는 것을 보여주었다.[9][10]

캐틀링은 또한 수십억년 전 지구의 대기 두께를 처음으로 측정하는 데 기여했다. 그는 27억년 전 화석연료에 적용된 공기밀도의 상한을 설정하기 위해 화석 빗방울 각인을 사용하는 것과 [11][12]27억년 전의 공기압이 현대 대기의 절반에도 미치지 못했음을 시사하는 고대 용암 흐름에서 화석 거품을 사용하는 것 등 두 가지 기법을 개척하는 데 일조했다.[13][14]

캐틀링은 또한 화성의 대기와 표면의 진화를 연구했다.[15] 1990년대에 그는 화성의 말라버린 호수나 바다에서 나는 염의 종류가 어떻게 과거의 환경을 나타낼 수 있는지, 화성이 거주할 수 있는지에 대한 연구를 개척했다.[16] 그 이후로, 이전의 호수 바닥에서 염분과 성분의 발견은 NASA와 ESA에 의해 화성에 대한 임무의 핵심 성공이 되었다. 캐틀링은 NASA의 피닉스 랜더 임무를 위해 과학 팀에 속해 있었는데, 2008년 이 우주선은 얼음으로 가득 찬 화성의 높은 위도에 착륙한 최초의 우주선이었다. 캐틀링은 화성[17] 표면 아래로부터 온 물 얼음의 착륙선에 의한 첫 스쿠프와 토양 pH를 포함한 화성 토양에서 용해성 염의 첫 번째 측정을 포함한 연구에 기여했다.[18] 과염소산염의 저온 용액을 검사하기 위한 조나단 토너와의 실험에서, 화성에서 발견된 바와 같이, 토너와 캐틀링은 그러한 용액이 과냉각되고 결정화되지 않는다는 것을 발견했다.[19] 과염소산염은 -120 °C 정도에서 유리(아모르퍼스 고체)를 형성한다. 안경은 결정염보다 미생물이나 생물학적 분자를 보존하는 데 훨씬 좋다고 알려져 있는데, 이는 화성, 목성의 달 유로파, 토성의 달 엔셀라두스에서의 생명체 탐색과 관련이 있을 수 있다.

행성 대기 분야에서 데이비드 캐틀링과 타일러 로빈슨은 호기심 많은 관찰에 대한 일반적인 설명을 제안했다: 대류권(고도에 따라 온도가 감소하는 최저 대기층)과 성층권('반전'에서 온도가 상승하는 곳) 사이의 최소 공기 온도가 미리 발생한다는 것이다.지구, 타이탄, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성에 약 0.1 bar의 ssure. 이 레벨은 대류권 입니다. 로빈슨과 캐틀링은 방사선의 물리학을 이용하여 왜 이 극도로 다른 대기의 대류권 최소온도가 공통 압력으로 발생하는지를 설명하였다.[20] 그들은 0.1 bar 정도의 압력은 성층권 온도 역전이 있는 행성에 상당히 일반적인 규칙이 될 수 있다고 제안한다. 이 규칙은 외부 행성의 대기 구조를 구속할 수 있으며, 따라서 그 표면 온도와 거주성을 구속할 수 있다.

캐틀링과 그의 제자들의 작업은 또한 생명체를 원격으로 찾기 위한 수단으로 제안되어 온 태양계의 행성 대기에서 열역학적 불안정성을 정확하게 정량화한 최초의 작품이다.[2]

작동하다

David Catling은 100개 이상의 과학 논문이나 책장을 저술했다. 그는 다음 책의 저자다.

  • 캐틀링, 데이비드 C. 우주 생물학: 2013년 옥스포드 대학 출판부의 아주 짧은 소개, ISBN0-19-958645-4.
  • 캐틀링, 데이비드 C; 캐스팅, 제임스 F. 사람이 살고 생명이 없는 세계에 대한 대기 진화 케임브리지 대학 출판부. 케임브리지, 2017년. ISBN 978-0521844123

참조

  1. ^ Shapiro, Nina (April 2015). "As a New Space Race Heats Up, Mars Beckons Once Again". Seattle Weekly. Archived from the original on 2016-08-22. Retrieved 2016-08-21.
  2. ^ Jump up to: a b Krissansen-Totton, J.; Bergsman, D. S.; Catling, D. C. (2016). "On detecting biospheres from chemical disequilibrium in planetary atmospheres". Astrobiology. 16 (1): 39–67. arXiv:1503.08249. Bibcode:2016AsBio..16...39K. doi:10.1089/ast.2015.1327. PMID 26789355.
  3. ^ Krissansen-Totton, J.; Schwieterman, E.; Charnay, B.; Arney, G.; Robinson, T. D.; Meadows, V.; Catling, D. C. (2016). "Is the Pale Blue Dot unique? Optimized photometric bands for identifying Earth-like planets". Astrophysical Journal. 817 (1): 31. arXiv:1512.00502. Bibcode:2016ApJ...817...31K. doi:10.3847/0004-637X/817/1/31.
  4. ^ Catling, D. C. (2014). "The Great Oxidation Event Transition". In Holland, H. D.; Turekian, K. K. (eds.). Treatise on Geochemistry (Second ed.). Amsterdam: Elsevier. pp. 177–195. doi:10.1016/B978-0-08-095975-7.01307-3. ISBN 9780080983004.
  5. ^ Catling, D. C.; Glein, C. R.; Zahnle, K. J.; McKay, C. P. (June 2005). "Why O2 is required by complex life on habitable planets and the concept of planetary "oxygenation time". Astrobiology. 5 (3): 415–438. Bibcode:2005AsBio...5..415C. doi:10.1089/ast.2005.5.415. PMID 15941384. S2CID 24861353.
  6. ^ Dorminey, Bruce (2012). "Why E.T. Would Also Breathe Oxygen". Forbes Magazine. Retrieved 2016-08-21.
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