这些模型将成为天文学家的光谱模板，可用于即将到来的强大望远镜的新时代，以及在遥远的太阳系中寻找类似地球的行星。

“这些新一代的天基和地基望远镜与我们的模型相结合，将使我们能够识别距地球约50至100光年的行星，例如地球，”卡尔·天文学副教授兼卡尔·卡尔特尼格(Lisa Kaltenegger)说萨根研究所。

为了进行研究和模型开发，卡尔滕格格，博士生杰克·马登(Jack Madden)和林子凡(Zifan Lin)撰写了《地球通过地质时间的高分辨率透射谱》，并发表在《天体物理学杂志快报》上。

她说：“以我们自己的地球为关键，我们对五个不同的地球纪元进行了建模，从而为我们如何表征潜在的系外地球(从年轻的益生元地球到现代世界)提供了模板。”“这些模型还使我们能够探索一个遥远的观察者可以在地球演化的哪一点上识别出宇宙'淡蓝点'以及其他类似世界上的生物。”

Kaltenegger和她的团队创建了与39亿年前的地球相匹配的大气模型，这是一种益生元地球，当时二氧化碳将年轻的星球密集地掩盖了。第二个回归模型从化学角度描述了一个无氧的星球，一个缺氧的地球，可以追溯到35亿年前。其他三个模型揭示了大气中氧气的浓度从0.2%上升到现代水平的21%。

卡尔滕格格说：“自45亿年前地球形成以来，我们的地球和我们呼吸的空气发生了巨大变化，并且，本文首次探讨了天文学家如何试图寻找像我们这样的世界，从而发现年轻到类似现代地球的方法。以我们自己的地球历史为模板的运输中的行星。”

卡尔滕格格说，在地球的历史上，氧气上升及其丰度的时间表尚不清楚。但是，如果天文学家能找到系地球上当前氧含量接近1%的系外行星，那么这些科学家将开始发现新兴的生物学，臭氧和甲烷，并将其与地球模板的年龄相匹配。

卡尔滕格格说：“我们的透射光谱显示了大气特征，这将向遥远的观察者表明地球早在约20亿年前就已经有了生物圈。”

使用即将于2021年3月发射的NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜或计划于2025年首次亮相的智利安托法加斯塔超大型望远镜等即将出现的望远镜，天文学家可以观察系外行星在其恒星前的飞行，从而揭示了行星的大气层。

卡尔滕格格说：“一旦系外行星通过并遮挡了它的部分主恒星，我们就可以破译它的大气光谱特征。”“以地球的地质历史为关键，我们可以更容易地在遥远的系外行星上发现生命的化学迹象。”