Ανταρκτικά φύλλα πάγου. Πιστωτική εικόνα: NASA Επιλέξτε για μεγέθυνση
Η Pamela Conrad, αστροβιολόγος με το Jet Propulsion Laboratory της NASA, ταξίδεψε στα άκρα της Γης για να μελετήσει τη ζωή. Η Κόνραντ εμφανίστηκε πρόσφατα στο τρισδιάστατο ντοκιμαντέρ του Τζέιμς Κάμερον «Aliens of the Deep», όπου εκείνη και αρκετοί άλλοι επιστήμονες διερεύνησαν παράξενα πλάσματα που κατοικούν στον πυθμένα του ωκεανού.
Στις 16 Ιουνίου 2005, ο Κόνραντ έδωσε μια διάλεξη με τίτλο, «Ένα διπολικό έτος: Τι μπορούμε να μάθουμε για το να ψάχνεις για ζωή σε άλλους πλανήτες, δουλεύοντας σε ψυχρές έρημους».
Στο μέρος 1 αυτής της επεξεργασμένης μεταγραφής, ο Conrad περιγράφει τι είδους σημάδια θα μπορούσαμε να αναζητήσουμε για να δούμε αν υπάρχει ζωή σε ένα εξωγήινο περιβάλλον.
«Τα τελευταία τρία χρόνια, έχω εμπλακεί σε ένα έργο με αρκετούς από τους συναδέλφους μου που μας οδηγούν σε ζεστές και κρύες ερήμους. Θέλουμε να παρατηρήσουμε τις υπογραφές της ζωής και να δούμε αν μπορούμε να πούμε τη διαφορά μεταξύ των τόπων όπου η ζωή είναι και όπου η ζωή δεν είναι. Ο λόγος που πηγαίνουμε στις ερήμους είναι να μειώσουμε τον αριθμό των συγχέοντας μεταβλητών που εισάγονται από όλα τα είδη ζωής. Βασικά, δεν θέλουμε να απομακρύνουμε το σκύλο για να βρούμε τα βακτήρια στο χώμα.
Τον προηγούμενο χρόνο είχαμε το προνόμιο να πάμε τόσο στην Αρκτική όσο και στην Ανταρκτική. Αυτή είναι λοιπόν η διπολική μου χρονιά, και αυτό που κάναμε εκεί σχετίζεται με την εξερεύνηση του διαστήματος γιατί, όπως η έρημος, οι συνθήκες στην επιφάνεια άλλων πλανητών είναι πολύ σκληρές.
Εξετάζουμε τα βράχια γιατί, αν η ζωή ήταν και έχει ήδη φύγει - με άλλα λόγια, είναι νεκρή ή είναι τόσο νεκρή, έχει απολιθωθεί και αλλοιωθεί - μπορείτε να το βρείτε στο ροκ δίσκο.
Για να εντοπίσετε τη ζωή οπουδήποτε, πρέπει να είστε σε θέση να ερευνήσετε το περιβάλλον και να βρείτε μετρήσιμες ενδείξεις. Εάν δεν είναι κάτι που μπορείτε να ορίσετε με μετρήσιμους όρους, δεν είναι επιστήμη. Εξ ορισμού, είμαστε κάπως κρύοι, για να το πούμε.
Μία από τις προκλήσεις έρχεται με μετρήσιμους όρους με τους οποίους θα μπορούσατε να ορίσετε τη ζωή. Οι όροι πρέπει να είναι αρκετά καθολικοί για να μην χάσουν τη ζωή σε έναν άλλο πλανήτη, αν ήταν αντίθετα με τη ζωή που έχουμε εδώ. Έχουμε ένα δείγμα ενός: τη βιόσφαιρα στη Γη. Προσπαθούμε να χρησιμοποιήσουμε τη γνώση που έχουμε για τη ζωή εδώ για να βρούμε αυτούς τους όρους και έτσι προσπαθούμε να σκεφτούμε τη ζωή με τους πιο γενικούς περιγραφικούς όρους που μπορούμε.
Αναζητούμε ζωή σε μέρη που είναι κατοικήσιμα. μέρη που μπορούν να στηρίξουν τη ζωή. Όμως η βιωσιμότητα είναι δύσκολο να οριστεί, γιατί έχουμε μόνο μια αόριστη αντίληψη για το τι κάνει ένα περιβάλλον κατοικήσιμο. Στη NASA, προσπαθούμε πολύ να αναζητήσουμε νερό ως μια από τις πτυχές της κατοικησιμότητας.
Το νερό είναι τόσο σημαντικό για τη ζωή στην έρημο όσο και για εμάς. Μετά από φρέσκες χιονοπτώσεις, όταν οι βράχοι θερμαίνονται και λιώνουν τον πάγο, βλέπετε μια άνθηση κυανοβακτηρίων στην επιφάνεια του βράχου. Ωστόσο, είναι σε θέση να διατηρήσουν μια ελάχιστη ύπαρξη όταν δεν υπάρχει μεγάλη βροχόπτωση.
Ένας λόγος για τον οποίο ο μεταβολισμός πρέπει να επιβραδυνθεί τον χειμώνα της Ανταρκτικής είναι επειδή το νερό βρίσκεται σε σταθερή φάση και δεν είναι προσβάσιμο. Τα έμβια όντα μπορούν να χρησιμοποιούν πάγο μόνο όταν λιώνουν και γίνονται καλοί διαλύτες. Η χρήση πάγου είναι σαν να χρησιμοποιείτε ένα ορυκτό στην κρυσταλλική φάση - όταν είναι σε στερεή μορφή, πρέπει να χρησιμοποιήσετε κάποια ενέργεια για να καταστρέψετε αυτούς τους δεσμούς για να κάνετε κάτι με αυτό. Υπάρχουν οργανισμοί στην Ανταρκτική που έχουν αντιψυκτικά είδη μορίων σε αυτά, ψάρια που διαθέτουν μόρια που ονομάζονται γλυκοπρωτεΐνες. Όταν ένας κρύσταλλος πάγου σχηματίζεται στα ψάρια, το μόριο αρπάζει τον κρύσταλλο πάγου καθώς αρχίζει να μεγαλώνει και δεν το αφήνει να αναπτυχθεί προς την κατεύθυνση που αναπτύσσεται ενεργητικά πιο εύκολα. Επειδή δεν μπορεί να αναπτυχθεί, το κρύσταλλο πάγου εγκαταλείπει το φάντασμα και μετατρέπεται σε νερό.
Εκτός από το νερό, πιστεύουμε ότι ορισμένα είδη χημικών στοιχείων είναι σημαντικά για τη ζωή αλλού. Η ζωή στη Γη αποτελείται από άνθρακα και υδρογόνο και φώσφορο και μερικά άλλα σημαντικά πράγματα και χρειαζόμαστε το οξυγόνο στον αέρα. Υπάρχουν όμως μικρόβια στη Γη που αναπνέουν μέταλλο και δεν ενδιαφέρονται για το οξυγόνο.
Έτσι, η βιωσιμότητα είναι πραγματικά κατοικήσιμη στα μάτια του θεατή. Όταν το ορίζετε, πρέπει να σκεφτείτε το ευρύτερο σύνολο όρων που μπορείτε, προκειμένου να συμπεριλάβετε κάθε είδους ζωή που θα μπορούσατε να φανταστείτε. Η τελική εκτίμηση του κατά πόσον ένα μέρος είναι κατοικήσιμο είναι, φυσικά, να δούμε αν κατοικείται.
Ρωτάτε ένα σύνολο ερωτήσεων εάν θέλετε να μάθετε, "Μπορώ να οργανώσω την υπηρεσία καθαρισμού εδώ;" Μπορείτε να κάνετε μια άλλη σειρά ερωτήσεων εάν θέλετε να ξέρετε, "Είναι κάποιος σπίτι;" Αλλά στην καρδιά όλων αυτών, είτε θέλουν είτε να ζήσουν εκεί είτε απλά να δουν αν κάποιος είναι σπίτι, πρέπει να ξέρεις κάτι για τη γειτονιά. Πρέπει ακόμη να κάνετε όλα τα πειράματα που σας λένε για τις γεωφυσικές, ορυκτολογικές και ατμοσφαιρικές ιδιότητες του πλανήτη. Αν ψάχνετε για ζωή, πρέπει να έχετε κάποια ιδέα για το τι είδους προσπαθείτε να υποστηρίξετε με αυτό το περιβάλλον.
Έρχεται περίπου 5 εκατομμύρια χρόνια πριν, από μια σειρά καταγμάτων γνωστών ως Cerberus Fossae, το νερό έρεε κάτω από μια καταστροφική πλημμύρα, συλλέγοντας σε μια περιοχή 800 x 900 χλμ. Και είχε αρχικά ένα μέσο όρο βάθους 45 μέτρων. Κάντε κλικ στην εικόνα για μεγαλύτερη προβολή. Πίστωση: ESA / Mars Express
Λοιπόν, τι θα αποτελούσε απόδειξη; Εάν θέλετε να πείτε ότι κάτι έχει αποδειχθεί, πρέπει να επιτύχετε ένα ορισμένο επίπεδο συναίνεσης στην επιστημονική κοινότητα, διαφορετικά οι συνομηλίκοί σας θα σας διαλύσουν σε λίγα κομμάτια στη βιβλιογραφία. Φυσικά, δεν υπάρχει ποτέ μια ολοκληρωμένη συναίνεση: γι 'αυτό εμείς οι άσχημοι επιστήμονες μάχονται μεταξύ τους ατέλειωτα. Αλλά πρέπει τουλάχιστον να βρούμε όρους. Μπορούμε να συμφωνήσουμε ή να διαφωνήσουμε με τις θεωρίες του άλλου, αλλά πρέπει να συμφωνήσουμε για τους όρους και τις μετρήσεις.
Τι είδους μετρήσεις θα μπορούσαμε να κάνουμε αν αναζητούσαμε ζωή; Μήπως ένας πλανήτης φαίνεται διαφορετικός αν η ζωή ήταν εκεί; Για παράδειγμα, αν πάτε στην κουζίνα μου μετά το φαγητό, μπορεί να δείτε ένα πιάτο ή ένα ψίχουλο. Αυτή είναι η ένδειξη ότι ήμουν εκεί. Υπάρχουν ενδείξεις και στο πλανητικό επίπεδο. Ένας βιοδείκτης - μια ένδειξη που λέει ότι η ζωή ήταν εκεί - μπορεί να είναι οτιδήποτε δημιουργήθηκε από τη ζωή. Η ένδειξη μπορεί να είναι χημική, επειδή οι χημικές ουσίες περιλαμβάνουν τα πάντα. Είμαι ένας σάκος χημικών, όπως ακριβώς αυτό το βάθρο είναι ένας σάκος χημικών. Τι χημικές ουσίες υπάρχουν, και σε τι αναλογία μεταξύ τους, και πώς είναι διατεταγμένες σε 3-D, είναι αυτό που με ξεχωρίζει από αυτό. Είναι ένας απλός τρόπος διάκρισης κατηγοριών πραγμάτων.
Το Chirality είναι επίσης βιοδείκτης. Αυτό που σημαίνει χειρομορφία είναι ότι ορισμένα μόρια είναι καθρέφτες μεταξύ τους, και τα ζωντανά μόρια τείνουν να είναι μια συγκεκριμένη χεριά. Όσον αφορά τα αμινοξέα, τα οποία είναι τα συστατικά των πρωτεϊνών που συνθέτουν τη ζωή, τα ζωντανά πράγματα θέλουν να χρησιμοποιούν την αριστερή μορφή. Και όταν πρόκειται για τα σάκχαρα, τα ζωντανά πράγματα θέλουν να χρησιμοποιούν τη δεξιά φόρμα. Υπάρχουν εξαιρέσεις σε αυτές, αλλά αυτή είναι μια γενική περίπτωση.
Τα ισότοπα μπορούν επίσης να είναι βιοδείκτες. Μερικά μόρια έρχονται σε διαφορετικές ισοτοπικές γεύσεις, όπου μερικά είναι ελαφρώς βαρύτερα από άλλα. Ζωντανά πράγματα όπως η ελαφρύτερη ποικιλία, πιθανώς επειδή είναι πολύ πιο δαπανηρή η επεξεργασία.
Τα σύνθετα πολυμερή θα μπορούσαν επίσης να είναι βιοδείκτες. Φυσικά, το πλαστικό είναι ένα πολύπλοκο πολυμερές. Και πάλι, φτιάξαμε το πλαστικό. Έτσι, ολόκληρη αυτή η διάκριση μεταξύ φυσικού και αφύσικου - εάν το έκαναν οι άνθρωποι, εξακολουθεί να είναι βιογενές. Σκεφτείτε λοιπόν αυτό. Το αυτοκίνητό μου είναι βιογραφικό. Τι είδους, δεν είμαι σίγουρος.
Εάν πρόκειται να ορίσετε τη ζωή με μετρήσιμους όρους, θα ήθελα να τη διατηρήσω πολύ απλή. Θα μπορούσατε να ορίσετε τη ζωή από το τι είναι φτιαγμένο ή μπορείτε να ορίσετε τη ζωή από αυτό που κάνει. Μου αρέσει να ορίζω τη ζωή από το τι είναι φτιαγμένο, γιατί μόλις λέτε τη λέξη «κάνει», μιλάτε για μια διαδικασία. Μια διαδικασία είναι κάτι που συμβαίνει μέσα στο χρόνο. Τότε πρέπει να καταλάβετε ποιος πρέπει να είναι ο ρυθμός δειγματοληψίας. Πόσο συχνά πρέπει να κοιτάς και πόσο καιρό πρέπει να διαρκεί ολόκληρο το πείραμα; Μια διαδικασία είναι λίγο πιο προβληματική, διότι απαιτεί χρόνο και μπορεί να κάνετε λάθος σχετικά με το πόσο συχνά να κοιτάξετε ή για πόσο καιρό πρέπει να αναζητήσετε.
Οι διαδικασίες - παραγωγή υλικού, αναπαραγωγή ή εξέλιξη - μπορούν να πραγματοποιηθούν σε διαφορετικές χρονικές κλίμακες. Επομένως, εάν κοιτάζετε μόνο διαδικασίες και έχετε δύο που είναι πολύ διαφορετικές στις χρονικές τους κλίμακες, δεν θα μπορείτε να κάνετε το ίδιο πείραμα για να τα δείτε και τα δύο. Θέλω λοιπόν να κοιτάζω τη ζωή ως προς το τι είναι. Για να μην πούμε ότι δεν μπορούσαμε να προσθέσουμε λίγα πράγματα βασισμένα στη διαδικασία, αλλά όταν κοιτάς τι είναι η ζωή, γίνεται απλή πολύ γρήγορα. Είναι η μοναδική χημεία, ένα είδος αναλογικών χημικών, διατεταγμένο κατά κάποιο τρόπο και το «διατεταγμένο κατά κάποιο τρόπο» είναι αυτό που αποκαλώ δομή.
Αν έψαχνα για ζωή σε έναν άλλο πλανήτη ή ένα φεγγάρι, θα έψαχνα μέρη όπου θα μπορούσε να συμβεί ενδιαφέρουσα χημεία, έτσι ώστε η απόλυτη εξέλιξη αυτής της χημείας να δημιουργήσει ένα ζωντανό σύστημα. Θα σκεφτόμουν μέρη όπως η Europa, η οποία έχει έναν ωκεανό κάτω από πάγο. Θα σκεφτόμουν άλλα μέρη όπου υπάρχει πάγος, όπως κομήτες. Θα σκεφτόμουν τον Τιτάνα, το φεγγάρι του Κρόνου. Θα σκεφτόμουν όλα αυτά τα μέρη όπου παρουσιάζεται ενδιαφέρουσα χημεία, γιατί η χημεία είναι έξυπνη. Μπορείτε να πάρετε όλα τα είδη ενδιαφέρων μορίων.
Αρχική πηγή: Αστροβιολογία της NASA
