摘要：天文观测的最新进展发现，可以维持地表水的大量极地球行星，并且在此类行星上寻找外星生命正在增长。一个天体生物学家团队提出了一种新的方法来检测海洋星球上的生命。通过进行实验室测量和卫星遥感分析，他们证明了浮动植被的反射率可以作为有希望的生物签名。浮动植被的季节性变化可能为远程检测提供了一种特别有效的手段。...

天文学调查发现了近6,000个系外行星，其中包括许多可居住的行星，它们可能在其表面上含有液态水。在这样的行星上寻找生命是本世纪最重要的科学努力之一，目前正在开发直接的成像观测项目。

在类似地球的行星上，陆地植被的特征反射率（称为“植被红边”）被认为是关键的生物签名。但是，海洋行星大部分表面都被水覆盖，不太可能支持陆生植被。为了扩大海洋行星生命检测的范围，这项研究检查了浮动植物的反射光谱的特征，并测试了它们的可检测性。

该研究调查了浮动植物跨不同尺度的反射光谱，从实验室环境中的单个叶子到通过卫星对湖泊植被的遥感大规模观察。

尽管漂浮的叶子在物种之间表现出很大的形态变化，但它们的一般趋势揭示了明显的红色边缘，通常与陆地植物相当甚至超过陆地植物。这种增强归因于海绵组织中的空气间隙，可提供浮力和专门的表皮结构，提供水的驱动性。潮湿时漂浮的叶子显示出略有降低的反射率，但它们仍然显示出比淹没的水植物更明显的红色边缘。

但是，在较大规模的情况下，由于植被密度较低和水面上的叶片重叠，浮动植被的红色边缘标志会削弱。使用卫星遥感（Sentinel-2; ESA）的景观尺度分析，其标准化差异指数（NDVI）在夏季蓬勃发展，并且在冬季消失，从而导致NDVI在一年中平均时相对较低。然而，与森林相比，浮动植被之间的最低和最大NDVI值之间的波动更为明显。为了进一步研究这种模式，对日本进行了大规模调查。该研究揭示了特征性的季节性NDVI变化，从冬季的负值转移到夏季的正值。重要的是，尽管水抑制了浮动植被的反射，但其自身的反射率更低，并且保持稳定。它增强了季节性NDVI波动的可检测性，这些波动对大气和云干扰保持稳健，这表明这种方法可能有望在将来检测到可居住的系外行星上的生命。

如果光合生物（例如浮动植物）普遍存在可宜居的系外行星中，那么生命探索的范围可以扩展到包括海洋行星，而不是仅限于地球样星球。重要的是要了解生命的起源和进化过程，因为它与行星环境共同发展，以预测可能适应多种行星条件的生物体的形态。这项研究为未来的生物签名研究奠定了基础，为下一代生命检测任务铺平了道路。