Informație

Există exemple de forme de viață de pe Pământ care ar fi putut supraviețui pe Marte sau pe Lună?

Există exemple de forme de viață de pe Pământ care ar fi putut supraviețui pe Marte sau pe Lună?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Cunoaștem vreo formă vie pe Pământ care ar putea continua să trăiască pe Marte?


Da, studiile de cercetare care au fost efectuate au descoperit că metanogene (microorganismele) sunt capabile să supraviețuiască în condiții similare cu Marte (referință). Un alt studiu efectuat a concluzionat, de asemenea, că unele licheni și cianobacterii sunt, de asemenea, capabile de supraviețuire. În mod surprinzător, s-au dovedit a fi active (de referință).

Există acum speculații cu privire la faptul că organisme de pe pământ au fost transportate accidental pe Marte pe Mars Curiosity Rover, ceea ce ar fi amuzant sau un motiv de îngrijorare, în funcție de modul în care îl privești (referință).


Viața pe Pământ... dar nu așa cum o știm noi

O traversare prin marile deșerturi ale lumii, o strălucire misterioasă a fost găsită pe bolovani și pe fețele de stâncă. Aceste straturi de mangan, arsen și silice sunt cunoscute sub numele de lac de deșert și se găsesc în deșertul Atacama din Chile, deșertul Mojave din California și în multe alte locuri aride. Ei pot face deșertul să strălucească cu o culoare surprinzătoare și, prin răzuirea bucăților de lac, nativii au creat simboluri și imagini interesante pe pereții și suprafețele de stâncă.

Modul în care se formează lacul deșert nu a fost încă rezolvat, în ciuda cercetărilor intense ale geologilor. Majoritatea teoriilor sugerează că este produsă de reacții chimice care acționează de-a lungul a mii de ani sau de procese ecologice care nu au fost încă determinate.

Profesorul Carol Cleland, de la Universitatea Colorado, are o sugestie foarte diferită. Ea crede că lacul de deșert ar putea fi manifestarea unei lumi biologice alternative, invizibile. Cleland, un filozof din centrul de astrobiologie al universității, numește această dimensiune eterică biosfera umbră. „Ideea este simplă”, spune ea. „Pe Pământ este posibil să co-locuim cu forme de viață microbiene care au o biochimie complet diferită de cea împărtășită de viață așa cum o cunoaștem în prezent”.

Este o idee izbitoare: împărtășim planeta noastră cu un alt domeniu al vieții care există „precum tărâmul zânelor și al elfilor chiar dincolo de gard viu”, așa cum spune David Toomey în noua sa publicație. Viață ciudată: Căutarea unei vieți care este foarte, foarte diferită de a noastră. Dar o biosferă alternativă la a noastră ar fi mai mult decât o simplă curiozitate științifică: este de o importanță crucială, deoarece existența ei ar spori mult așteptările de a găsi viață în altă parte a cosmosului. După cum a spus Paul Davies, de la Universitatea de Stat din Arizona: „Dacă viața ar fi început de mai multe ori pe Pământ, am putea fi practic siguri că universul este plin de ea”.

Totuși, în același sens, dacă se dovedește că nu am reușit să realizăm că am împărțit o planetă cu aceste forme de viață umbrite de eoni, în ciuda tuturor progreselor științifice din secolele XIX și XX, atunci ar putea fi nevoie să ne gândim din nou la felul în care vânăm viața pe alte lumi. Navele robotice – precum roverul Marte Curiosity – sunt cu siguranță sofisticate. Dar ce șansă au ei să detecteze entități extraterestre dacă laboratoarele masive ale științei moderne nu le-au reperat încă pe propria noastră planetă? Acest punct este subliniat de biologul american Craig Venter. După cum a remarcat el: „Căutăm viață pe Marte și nici măcar nu știm ce este pe Pământ!”

Cleland – lucrând cu colegul ei din Colorado, Shelley Copley – și-a subliniat viziunea asupra biosferei umbrei într-o lucrare din 2006 în Jurnalul Internațional de Astrobiologie. Alți astrobiologi au propus, de asemenea, idei în acest sens. Printre aceștia se numără Chris McKay, care are sediul la Centrul de Cercetare Ames al NASA, California, și Paul Davies, care și-a prezentat viziunea despre această zonă alternativă de viață într-o lucrare în Astrobiologie în 2005.

Acești cercetători cred că viața poate exista sub mai multe forme pe Pământ: viață standard – ca a noastră – și „viață ciudată”, așa cum îi numesc pe locuitorii presupuși ai biosferei umbrei. „Toate microorganismele pe care le-am detectat până în prezent pe Pământ au avut o biologie ca a noastră: proteine ​​formate din maximum 20 de aminoacizi și un cod genetic ADN format din doar patru baze chimice: adenină, citozină, guanină și timină”, spune Cleland. „Cu toate acestea, există până la 100 de aminoacizi în natură și cel puțin o duzină de baze. Acestea s-ar fi putut combina cu ușurință în trecutul îndepărtat pentru a crea forme de viață cu o biochimie foarte diferită de a noastră. Mai exact, unii ar putea exista încă în colțuri. a planetei”.

Eșecul științei până în prezent de a descoperi această viață ciudată poate părea derutant. Istoria naturală a planetei noastre a fost studiată și analizată cu scrupulozitate de către oamenii de știință, așa că cum ar fi putut rata un nou tip de viață, deși unul microbian? Cleland are un răspuns. Metodele pe care le folosim astăzi pentru a detecta microorganismele se bazează în întregime pe propria noastră biochimie și, prin urmare, sunt incapabile să repereze microbii din umbră, susține ea. O mostră de viață microbiană ciudată pur și simplu nu ar declanșa răspunsuri la sondele biochimiștilor și ar ajunge să fie aruncată împreună cu gunoiul.

De aceea, fenomenele inexplicabile precum lacul de deșert sunt importante, spune ea, pentru că ne-ar putea oferi indicii despre biosfera umbrei. Este posibil să nu fi reușit să detectăm sursa lacului de deșert din simplul motiv că este opera unor microbi ciudați care generează energie prin oxidarea mineralelor, lăsând depozite în urma lor.

Ideea biosferei din umbră este, de asemenea, controversată și este contestată de câțiva alți oameni de știință. „Cred că este foarte puțin probabil ca după 300 de ani de microbiologie să nu fi detectat astfel de organisme, în ciuda faptului că se presupune că ar avea o biochimie diferită de cea pe care o cunoaștem astăzi”, spune profesorul Charles Cockell, de la Centrul Regatului Unit. pentru Astrobiologie la Universitatea Edinburgh. „Este cu adevărat puțin probabil”, adaugă Cockell, al cărui centru va fi deschis oficial săptămâna aceasta, la o ceremonie din Edinburgh.

Trebuie găsite modalități pentru a determina dacă biosfera umbră există sau nu, spune Dimitar Sasselov, profesor de astronomie la Universitatea Harvard și director al Inițiativei Harvard Origins of Life. „Dacă vrei un indiciu, poți număra cantitatea de carbon emisă de ființele vii – vaci, oi, iarbă, plante, păduri și toate bacteriile planetei. Când o faci, descoperi că există o discrepanță de aproximativ 5% când compari cantitatea emisă din biosfera standard a Pământului și cantitatea pe care o găsești în atmosferă.”

Cu alte cuvinte, există puțin prea mult dioxid de carbon în atmosferă decât poate fi explicat prin emisiile de forme de viață standard de pe Pământ. Ar putea exista o eroare în aceste calcule, desigur. Alternativ, biosfera umbră ar putea fi responsabilă pentru acest exces, spune Sasselov. „Există destul loc pentru o biosferă din umbră. Este clar. Cu siguranță, nu este adevărat, așa cum susțin unii, că avem dovezi solide care să arate că nu este adevărat. nu exista. De fapt, opusul este adevărat: nu avem dovezi suficiente pentru a respinge acest lucru”.

Un punct cheie de remarcat este că oamenii de știință – deși descriu locuitorii biosferei din umbră ca fiind ciudați – încă presupun că vor fi entități bazate pe carbon. Chimia complexă bazată pe alte elemente, cum ar fi siliciul, este posibilă, recunosc ei, dar aceste alternative nu pot crea gama vastă de materiale organice pe care le poate genera carbonul. Cu alte cuvinte, biosfera umbră, dacă există, aproape sigur va fi locuită de viață carbon, deși de o varietate extraterestră.

„Cu miliarde de ani în urmă, viața bazată pe diferite tipuri de biochimie a carbonului ar fi putut apărea în mai multe locuri de pe Pământ”, spune Cleland. „Aceste soiuri s-ar fi bazat pe diferite combinații de baze și aminoacizi. În cele din urmă, unul – bazat pe ADN și pe proteine ​​​​formate din 20 de aminoacizi – a format entități multicelulare și a devenit forma dominantă de viață pe Pământ. De aceea găsim că viața așa cum o cunoaștem, de la insecte la oameni și de la plante la păsări, are ADN-ul ca cod genetic. Cu toate acestea, alte forme de viață bazate pe baze și proteine ​​diferite ar fi putut supraviețui - în biosfera umbră."

O perspectivă diferită este evidențiată de Sasselov, care subliniază că o substanță chimică organică complexă poate avea două forme diferite, chiar dacă au aceeași formulă chimică. Fiecare este o imagine în oglindă a celuilalt și se spune că au o chiralitate diferită. „Aminoacizii sunt un exemplu”, spune Sasselov. „Fiecare vine într-o versiune pentru dreptaci și o versiune pentru stângaci. Corpurile noastre – în comun cu toate celelalte forme de viață – folosesc doar versiuni pentru stângaci pentru a crea proteine. Aminoacizii dreptaci sunt pur și simplu ignorați de corpul nostru. Cu toate acestea, ar putea exista unele organisme, undeva pe planetă, care folosesc doar aminoacizi dreptaci. Ele ar putea alcătui viața ciudată a biosferei umbrei."

Dar cum pot oamenii de știință să identifice această viață ciudată? Microbii sunt de obicei detectați în laboratoare prin hrănirea cu nutrienți a probelor suspecte, astfel încât acestea să crească și să se consume. Apoi culturile rezultate pot fi analizate. O formă de viață ciudată – cum ar fi cea făcută numai din proteine ​​formate din aminoacizi de dreapta – nu va răspunde totuși la nutrienții stângaci. Nu va reuși să formeze culturi și să-și înregistreze existența.

O soluție la această problemă este urmărită de Inițiativa Harvard Origins of Life a lui Sasselov și a colegilor. Ei construiesc o celulă artificială - sau un sistem bionic - format numai din componente dreptaci, inclusiv ADN-ul dreptaci și ribozomi dreptaci. „Dacă există forme de viață dreptaci acolo, multe dintre ele vor fi viruși – care vor încerca să deturneze ADN-ul celulelor noastre bionice”, adaugă Sasselov. „Când vor face asta, vor lăsa dovezi ale existenței lor. În esență, construim capcane cu miere pentru a prinde orice viruși dreptaci care ar putea trăi în biosfera umbră și astfel să le dezvăluie existența”.

Alți oameni de știință sugerează o abordare diferită - uitându-se la nișele ecologice cele mai neospitaliere ale Pământului: orificii fierbinți de pe fundul mării, vârfuri de munți, lacuri foarte saline, calote de gheață antarctice și deșerturi. Forme de viață standard, în principal bacterii, au fost găsite în aceste locuri, dar doar câteva. Unele nișe, speculează cercetătorii, se pot dovedi a fi prea inospitaliere pentru viața standard, dar pot fi suficient de tolerabile pentru a susține o viață ciudată. Studiile microscopice ar dezvălui existența lor, în timp ce testele standard de cultură ar arăta că au o biochimie diferită de formele de viață standard.

Dungi de lac de deșert mărginesc pereții canionului Capitol Gorge din Utah. Niciun laborator nu a reușit să recreeze fenomenul. Fotografie: Larry Geddis/Alamy

Și un exemplu promițător este oferit de lacul de deșert propus ca țintă de Cleland și susținut de David Toomey în Viață ciudată. „Niciun microbiolog de laborator nu a reușit să convingă bacteriile sau algele să facă lac de deșert”, afirmă el. „Este, de asemenea, posibil ca lucrurile să fie rezultatul final al unor chimie foarte ciudate, dar nimeni nu a reușit să reproducă nici asta.” Deci, da, aceste situri ar putea oferi dovada existenței biosferei din umbră, susține el.

Deloc surprinzător, Cleland este de acord. „Singura problemă este că nimeni nu s-a gândit încă să investigheze lacul de deșert pentru o viață ciudată”, adaugă Cleland. — Mărturisesc că mi se pare dezamăgitor.


Oamenii de știință descoperă că bacteriile expuse pot supraviețui în spațiu ani de zile

Încadrat de un fundal infinit de spațiu întunecat și lipsit de viață, un braț robot de pe Stația Spațială Internațională în 2015 a montat o cutie de microbi expuși pe o balustradă la 250 de mile deasupra Pământului. Bacteriile consistente nu au avut nicio protecție împotriva unui atac de raze ultraviolete, gamma și X cosmice. Înapoi pe Pământ, oamenii de știință s-au întrebat dacă germenii ar putea supraviețui acestor condiții până la trei ani, durata experimentului și, dacă ar face acest lucru, ce le-ar putea spune cercetătorilor rezultatele despre capacitatea vieții de a călători între planete.

Microbiologii au petrecut zeci de ani studiind extremofilii, organisme care suportă condiții extreme, pentru a trage de firele misterioase ale modului în care a înflorit viața pe Pământ. Unii extremofili pot trăi neprotejați în spațiu timp de câteva zile, alții pot rezista ani de zile, dar doar creând o casă în interiorul pietrelor. Aceste descoperiri susțin teoria conform căreia viața, așa cum o știm, se poate transfera între planete din meteoriți sau comete. Acum, noi descoperiri publicate astăzi în Frontiere în microbiologie, pe baza acelui experiment pe Stația Spațială Internațională, arată că bacteriile Deinococcus radiodurans poate supraviețui cel puțin trei ani în spațiu. Akihiko Yamagishi, microbiolog la Universitatea de Farmacie și Științe ale Vieții din Tokyo, care a condus studiul, spune că rezultatele sugerează, de asemenea, că viața microbiană ar putea călători între planete neprotejate de roci.

Studiul a avut loc în afara laboratorului Kibo al Japoniei de pe Stația Spațială Internațională. Dar cu mult înainte ca experimentul lui Yamagishi să ajungă pe orbită, Agenția de Explorare Spațială a Japoniei, JAXA, a vrut ca echipa sa să-i convingă că va reuși din timp. “Am vrut să spunem, ‘Nu știm, trebuie doar să încercăm.’ Dar acest lucru nu este permis pentru experimente spațiale,” spune Yamagishi. “Deci a trebuit să ne gândim cum să-i convingem.”

Yamagishi și echipa sa au luat în considerare mai multe specii de bacterii și Deinococcus radiodurans s-a remarcat ca excepțional. Între 2010 și 2015, echipa sa a efectuat teste de experimente D. radiodurans față de condițiile simulate ale Stației Spațiale Internaționale. Ei au transmis insectele cu niveluri ridicate de radiații, au scăzut presiunile la un vid asemănător spațiului și au schimbat temperaturile cu 140 de grade Fahrenheit în doar 90 de minute. Ei au descoperit că celulele erau remarcabil de rezistente la barajul de stres. “Am arătat că [bacteriile] vor supraviețui făcând aceste experimente pe teren, iar ei ne-au acceptat și ne-au crezut,” spune el. Echipa a obținut aprobarea JAXA, iar experimentul lor astrobiologic urma să fie lansat cu o rachetă SpaceX în aprilie 2015.

Un sughiț a apărut la experimentul planificat înainte de lansare. Inițial, Yamagishi și echipa plănuiau ca astronauți să conducă experimentele, dar au aflat că nu mai aveau opțiunea pentru experimente științifice „legate” în afara Stației Spațiale Internaționale. Din fericire, echipa a reușit să proiecteze un experiment folosind acel braț robotic.

Trei panouri de bacterii au apărut cu racheta SpaceX: unul pentru un an de expunere, altul pentru doi ani și altul pentru trei. După ce astronauții au pregătit panourile, un braț robot controlat de pe Pământ a apucat panourile și le-a pus la loc. Fiecare panou conținea două plăci mici de aluminiu punctate cu 20 de godeuri de mică adâncime pentru mase de bacterii de dimensiuni diferite. O placă îndreptată în jos spre Stația Spațială Internațională, cealaltă îndreptată spre cosmos.

În fiecare an, brațul robotizat al lui Kibo a demontat platforma care ține panourile, aducând-o înapoi în ISS, astfel încât astronauții să poată trimite mostre înapoi pe Pământ pentru analiză. Rezultatele lor arata ca Deinococ bacteriile au supraviețuit experimentului de trei ani. Deinococ celulele bacteriene din straturile exterioare ale maselor au murit, dar acele celule exterioare moarte i-au protejat pe cei din interior de leziunile ireparabile ale ADN-ului. Și când masele erau suficient de mari, încă mai subțiri de un milimetru, celulele din interior au supraviețuit câțiva ani.

“Mi-a amintit exact de strategia pe care o folosesc cianobacteriile în Anzi,” spune Nathalie Cabrol, un astrobiolog neafiliat studiului, care conduce Institutul de Căutare pentru Inteligență Extraterestră (SETI) Carl Sagan Center for Research. Cabrol a studiat modul în care cianobacteriile, una dintre cele mai vechi forme de viață ale Pământului, suportă radiația solară intensă organizându-se în straturi în care celulele mor la exterior și supraviețuiesc în interior. A fost încântată de ceea ce ne pot spune aceste rezultate despre extremofilii de pe Pământ.

Dincolo de doar straturile protectoare ale celulelor din mase, D. radiodurans, sunt remarcabil de rezistente la daune cauzate de radiații. Genele lor codifică proteine ​​unice care repară ADN-ul. În timp ce celulele umane poartă aproximativ două copii de ADN, iar majoritatea celulelor bacteriene poartă una, D. radiodurans conțin până la 10 copii redundante. Având mai multe copii ale genelor importante înseamnă că celulele pot produce mai multe copii ale proteinelor care fixează ADN-ul deteriorat de radiații. Acest mecanism inerent de apărare, combinat cu straturile exterioare protectoare ale celulelor, a menținut microbii în viață, în ciuda nivelurilor de radiații de peste 200 de ori mai mari decât cele de pe Pământ.

Folosind datele lor pentru modul în care fiecare an suplimentar a afectat celulele, echipa prezice că călătoriile D. radiodurans mase ar putea supraviețui doi până la opt ani între Pământ și Marte și invers. “Deci este posibil să supraviețuiești în timpul transportului,” spune el. “Asta ne spune că trebuie să luăm în considerare originea vieții nu numai pe Pământ, ci și pe Marte.”

D. radiodurans nu este singurul organism cunoscut că supraviețuiește în spațiu. Studiile anterioare au arătat că tardigradele durează doar 10 zile în expunere directă. Oamenii de știință au testat și ei Bacil și Deinococ bacterii pentru perioade lungi de timp pe orbită, dar numai cu protecție împotriva radiațiilor toxice.

“[Aceste studii] sugerează că sporii microbilor ar putea supraviețui în interiorul rocii. litopanspermie,” spune Yamagishi. Litopanspermia este o variație a teoriei panspermiei, care presupune că viața de pe Pământ ar fi putut proveni din microbii unei alte planete. Dar Yamagishi spune că rezultatele sale de extremofili care au rezistat expunerii directe ani de zile fără roci sunt cauza pentru un nou termen: masapanspermie. Această teorie sugerează că microbii s-ar putea să fi aterizat pe Pământ în pâlcuri, mai degrabă decât în ​​roci.

Cu toate acestea, alți experți ezită să accepte masapanspermia.

“Eram deja oarecum vândut de ideea că viața s-ar fi putut transfera între Pământ și Marte,” spune Natalie Grefenstette, un astrobiolog teoretic la Institutul Santa Fe care nu este afiliat lucrării. Dovezile pentru litopanspermie au convins-o că transferul vieții este posibil, dar ea vede o limitare majoră pentru masapanspermie: masele celulare care plutesc liber ar trebui să supraviețuiască ejecției de pe o planetă și reintrarii pe alta. “Acelea sunt cerințe uriașe,” spune ea. Ea bănuiește că o grămadă călătorie de celule expuse ar arde ca meteorii înainte de a ateriza.

Cabrol pune la îndoială și posibilitatea de masapanspermie. “Arătând asta radiodurans poate supraviețui trei ani dacă este stratificat este foarte departe de cifrele de care avem nevoie radiodurans pentru a putea face saltul pe Marte.” Deși călătoriile de ani de zile sunt teoretic posibile, oamenii de știință estimează că poate dura până la câteva milioane de ani pentru ca materia să părăsească o planetă și să aterizeze pe alta în cadrul sistemului solar.

“Relevanța acestui studiu este mai mică în a demonstra că masapanspermia sau panspermia sunt posibile,” spune Cabrol. “Dar pentru mine arată că trebuie să fim extrem atent la contaminarea noastră când mergem pe Marte.”

Multe țări au semnat Tratatul pentru spațiul cosmic, care le interzice să aducă (și să răspândească) microbi pe alte planete. Dacă o navă spațială ar deversa accidental microbi pe Marte, de exemplu, atunci asta ar corupe misiunile viitoare de a găsi viață pe planetă. Oamenii de știință nu ar ști cu o certitudine absolută dacă detectează microbi marțieni. NASA a făcut eforturi mari pentru a steriliza roverul Mars 2020, coacendu-l la temperaturi sterile și ștergând fiecare parte cu haine sterile. Acest studiu subliniază cât de surprinzător de important este să păstrăm orice navă spațială complet liberă de microbi.

Yamagishi speră să efectueze mai multe experimente de expunere și mai departe de Pământ, inclusiv pe Lunar Gateway propus de NASA lângă Lună. Și pentru a avansa întrebările despre originile vieții, echipa sa dezvoltă un microscop pentru a căuta viața sub suprafața lui Marte.

„În mediile în care nu credeam că viața poate supraviețui, știm că acum poate”, spune Grefenstette. „Acest studiu arată că și asta, așa că respingem constant acea barieră a ceea ce poate realiza viața de pe Pământ”.


LPI | Educaţie

Originea vieții?
Oamenii de știință cred că viața pe Pământ ar putea să fi început ca organisme microscopice în medii hidrotermale subacvatice extreme, cum sunt descrise aici.
Credit: Institutul Lunar și Planetar.

În sistemul nostru solar, Marte a fost întotdeauna în fruntea căutării noastre de viață extraterestră. Pe măsură ce misiunile aruncă o lumină nouă asupra Planetei Roșii, avem noi speranțe pentru a descoperi condițiile fundamentale pentru viață. Mai multe despre Marte și caracteristicile sale sunt disponibile la Explore Mars Inside and Out.

Noul domeniu științific al astrobiologiei s-a format pentru a investiga originile, evoluția, distribuția și viitorul vieții pe Pământ și nu numai. Astrobiologii se străduiesc să abordeze trei întrebări:

  • Cum începe și cum evoluează viața?
  • Există viață în altă parte în univers?
  • Care este viitorul vieții pe Pământ și nu numai?

Prin eforturile noastre de a înțelege cum a început și a evoluat viața pe Pământ, sperăm să stabilim unde și cum să o căutăm cel mai bine în altă parte. Domeniul științific al astrobiologiei îmbrățișează căutarea vieții atât aproape de casă (Pământ), cât și mult dincolo. De la investigații de laborator și de teren pe Pământ, la explorarea lui Marte, a planetelor exterioare și a planetelor dincolo de sistemul nostru solar, oamenii de știință studiază potențialul vieții de a se adapta și de a prospera dincolo de planeta noastră natală. Această cercetare necesită parteneriate între multe domenii ale științei, inclusiv biologia moleculară, ecologie, știința planetară, astronomia, știința informației și tehnologiile spațiale.

Cum caută NASA viața?

În 1998, într-un efort concertat de a aborda provocările legate de găsirea vieții dincolo de Pământ, Administrația Națională de Aeronautică și Spațiu (NASA) a înființat Institutul de Astrobiologie NASA (NAI), echipe selectate în mod competitiv din întreaga țară care încorporează cercetarea și formarea în astrobiologie în programele lor. . Pentru mai multe informații despre NAI și echipele sale, vă rugăm să vizitați: http://astrobiology.nasa.gov/nai/

Ce este viața?

Astrobiologii au nevoie de o definiție funcțională a vieții - un set de criterii pentru ca ceva să fie considerat viu - pentru a căuta viața. Definirea vieții nu este ușor. Exemplele nevii, cum ar fi virușii și programele de calculator, prezintă una sau mai multe dintre aceste caracteristici ca și viața (cum ar fi realizarea de copii ale lor și utilizarea energiei). Oamenii de știință au colaborat pentru a dezvolta un set de caracteristici generale ale vieții:

  1. Viața stochează și folosește energia
  2. Viața generează mai multă viață (se reproduce și/sau crește)
  3. Viața răspunde la mediul său (stimuli externi)
  4. Viața se schimbă (evoluează și se adaptează) în timp

Toată viața Pământului este organizată în esență în același mod: se bazează pe chimia elementului carbon, necesită apă lichidă, generează viață ulterioară prin ADN și/sau ARN, folosește molecule de fosfat pentru a stoca energie și folosește proteine. molecule să răspundă și să afecteze (influențează) mediul său. Toată viața de pe această planetă aderă la aceste principii de bază.

De ce are nevoie viața?

Viața așa cum o știm are nevoie de o sursă de energie, nutrienți (ceva de mâncat sau consumat), protecție împotriva elementelor și apă lichidă. Aceste patru cerințe principale au fost centrul căutării noastre pentru viață în univers. Oamenii de știință caută locuri din sistemul nostru solar – și dincolo de asta – care să aibă toate lucrurile de care știm că viața are nevoie.

Dintre cele patru necesități identificate pentru viață, prezența lui apa in stare lichida este considerat a fi unul dintre cele mai importante și poate utile oamenilor de știință. Am găsit doar organisme vii acolo unde există apă lichidă. Apa pură este un lichid într-o gamă destul de largă de temperaturi - între 32°F (0°C) și 212°F (100°C). Cu toate acestea, în circumstanțe speciale, apa poate rămâne lichidă dincolo de acest interval: la presiuni mari (cum ar fi pe fundul oceanului sau adânc în scoarța Pământului), apa poate rămâne lichidă la temperaturi mai ridicate, iar apa salină (apă care conține sare). , precum apa noastră oceanică) poate rămâne lichid la temperaturi mai scăzute. Oamenii de știință sunt interesați să identifice locații din univers care au apă - în special apă lichidă - pentru a-și restrânge mai bine căutarea vieții dincolo de Pământ! (Mai multe informații despre apă găsiți la Explore Ice Worlds &ldquoAll About Water&rdquo și &ldquoIce in the Solar System&rdquo.)

Toate organismele au nevoie de o anumită formă de energie să-și conducă procesele de viață (cum ar fi creșterea, mutarea și reproducerea). Organismele cu care suntem familiarizați folosesc în principal energia luminoasă sau energia chimică. Plantele își obțin energia din lumină. Energia luminii se diminuează odată cu distanța la o planetă de Soare și cu distanța sub suprafața unei planete. Dacă energia luminoasă este absentă, atunci trebuie să existe o sursă alternativă de energie. Microbii de la gurile de adâncime ale Pământului își obțin energia prin descompunerea compușilor chimici dizolvați în apă.

Toate organismele au nevoie de asemenea nutrienți, mineralele și alte substanțe chimice folosite pentru a-și menține și crește corpurile și structurile. Plantele primesc nutrienți din sol și atmosferă. Animalele își obțin nutrienții ca hrană mâncând plante sau alte animale. Viața trebuie să aibă o sursă continuă de nutrienți, nu numai pentru o plantă sau animal individual, ci pe perioade lungi de timp, astfel încât comunitățile plante-animale să poată continua.

În cele din urmă, toate organismele au nevoie protecţie din extremele mediului. Această protecție poate asigura stabilitatea mediului necesară dezvoltării și continuării vieții. Straturile de rocă și apa adâncă pot proteja viața de radiațiile periculoase de la Soare și unele impacturi multe organisme de pe Pământ trăiesc sub pământ sau adânc în ocean. (Mai multe informații despre radiațiile periculoase ale Soarelui sunt disponibile în informațiile de fundal pentru Explore UV Kid). Atmosfera unei planete poate oferi o anumită protecție împotriva pericolelor (cum ar fi radiațiile ultraviolete și variațiile extreme de temperatură) și permite accesul la lumina soarelui ca sursă majoră de energie. Cu toate acestea, pentru a servi drept scut sau izolator eficient, o atmosferă trebuie să fie destul de substanțială, cum ar fi cele de pe Pământ, Venus sau luna lui Saturn, Titan. Un corp de dimensiuni mici, cum ar fi Pluto sau Luna Pământului, are prea puțină gravitație pentru a reține o atmosferă semnificativă, ceea ce îngreunează viața pe sau în apropierea suprafeței. Pe Marte există foarte puțină atmosferă care să protejeze ființele vii de radiațiile solare.

Ce poate tolera viața? Extremofili

O mare parte din cercetările care au loc în astrobiologie subliniază mediul și obiceiurile extremofililor - organisme care prosperă în condiții pe care le-am considera „extreme” și care pun viața în pericol (de exemplu, temperaturi foarte ridicate sau scăzute, apă foarte sărată sau acidă). Extremofilii pot trăi acolo unde majoritatea organismelor nu pot, deoarece au mecanisme speciale adaptate pentru supraviețuire. Orice viață dincolo de Pământ poate fi găsită în condiții dure. Studiind situri analogice de pe Pământ – locuri care au condiții de mediu similare cu cele de dincolo de Pământ (cum ar fi Marte) – oamenii de știință explorează procesele care permit acestor organisme rezistente să supraviețuiască.

Aerisire hidrotermală de adâncime
Un mediu analog este un aerisire hidrotermal, un izvor fierbinte pe fundul mării. Acesta varsă în mod continuu apă foarte fierbinte, bogată în minerale, care susține o comunitate diversă de organisme. Aceste orificii de aerisire apar de-a lungul crestelor oceanice (întinse fundul mării) în toate oceanele Pământului, la o adâncime medie de aproximativ 7000 de picioare (2100 de metri). Creaturile care trăiesc în întuneric, de la bacterii la viermi tuburi, ne pot ajuta să identificăm viața dincolo de Pământ.
Credit: NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration).

Mediile extreme pot include adâncimi extreme, presiuni, ape alcaline sau saline sau condiții severe de radiații. Majoritatea acestor extremofili sunt microbi care seamănă îndeaproape cu resturile fosilizate ale primelor vieți de pe Pământ și se dezvoltă în medii foarte asemănătoare cu condițiile despre care oamenii de știință cred că au favorizat originea vieții așa cum o cunoaștem noi.

Viata pe Marte?

Toată viața așa cum o cunoaștem necesită apă lichidă. Există dovezi bune că apa lichidă curgea și stătea cândva pe suprafața lui Marte, așa că este posibil ca viața să se fi putut stabili acolo. Primele dovezi ale vieții pe Pământ sunt în rocile care s-au format acum aproximativ 3,5 miliarde de ani. Este posibil ca viața să fi avut nevoie de până la un miliard de ani pentru a se stabili pe Pământ, deși s-ar putea să se fi întâmplat mai repede, așa că oamenii de știință consideră că aceasta este o cronologie rezonabilă și pentru Marte.

Condițiile de pe mare parte a planetei Marte ar fi fost potrivite pentru viață timp de aproximativ o jumătate de miliard de ani, înainte ca mediul marțian să se schimbe în mai rece și mai uscat. Cu toate acestea, caracteristicile lui Marte sugerează că au existat ocazional perioade mai calde și mai umede după prima jumătate de miliard de ani și ar fi putut exista refugii pentru viață, cum ar fi zonele umede din apropierea regiunilor vulcanice calde. Având în vedere condițiile dure și lipsa de dovezi, este puțin probabil ca viața să fi evoluat în forme multicelulare complexe, așa cum a făcut pe Pământ între 1 și 500 de milioane de ani în urmă. Viața pe Marte – dacă a existat sau a existat în trecut – ar fi fost cel mai probabil sub formă de microbi.

În anii 1990, oamenii de știință de la NASA au anunțat prezența unor molecule organice, caracteristici minerale care ar fi putut fi formate prin activitatea biologică și posibile fosile microscopice ale organismelor primitive, asemănătoare bacteriilor, într-un meteorit marțian. Ei au interpretat că trăsăturile s-au format pe Marte în urmă cu mai bine de 3,6 miliarde de ani și că ar fi dovezi că viața a existat pe Marte. Rezultatele au fost aprig dezbătute în comunitatea științifică. Mulți oameni de știință cred că structurile ar fi putut fi formate prin procese chimice, mai degrabă decât biologice, se știe că există astfel de caracteristici formate chimic. Alții sugerează că semnătura organică este contaminarea de pe Pământ. În prezent, puțini oameni de știință sunt convinși că trăsăturile sunt dovezi ale vieții. Dezbaterea este o parte sănătoasă a procesului științific și a servit unui scop suplimentar - a ajutat oamenii de știință să identifice mai bine „semnalele vieții” și să dezvolte mai multe instrumente în procesul de identificare folosit de astrobiologi astăzi.

Pierderea Atmosferei
Marte timpuriu a avut probabil o atmosferă mai groasă, cu mai mult dioxid de carbon și vapori de apă, furnizați de activitatea vulcanică viguroasă. Acest Marte era mai cald și mai umed, iar presiunea atmosferică mai mare permitea curgerea apei la suprafață. Cu toate acestea, cu aproximativ 4 miliarde de ani în urmă, mediul de pe Marte a devenit rece și uscat, așa cum este acum. Pe măsură ce interiorul lui Marte s-a răcit, gazele și vaporii de apă din vulcanism s-au diminuat treptat, iar câmpul magnetic a dispărut. Lăsată neprotejată, atmosfera a fost uzată de vântul solar, iar suprafața marțiană a fost scăldată de radiații.

Apa care dispare

Marte timpuriu a fost mai umed și mai cald. Imaginile obținute de orbititorii lui Marte au dezvăluit că vechile zone muntoase sudice sunt acoperite de rețele de canale de râu similare cu canalele de râuri care serpentează ușor de pe Pământ. Mars Exploration Rover și rover-ul Curiosity au găsit structuri în roci care sunt create de apă curgătoare și minerale formate în apă sărată și acidă.

Drenajul fluxului de-a lungul zonelor muntoase sudice ale lui Marte. Imaginea Viking Orbiter 606A56. Credit: NASA.

Imagini rover cu straturi din stâncile de la suprafața marțiană. Straturile subțiri sunt interpretate ca fiind sedimente depuse de apa curgătoare. „Afinele” sunt depozite mici de hematită de mărimea BB. Hematitul este un mineral care se formează de obicei în apă. Credit: NASA.

Unii oameni de știință au calculat că Marte ar fi putut avea un strat global de apă care avea o grosime de aproximativ 394 de picioare (120 de metri). Cu aproximativ 4 miliarde de ani în urmă, lucrurile s-au schimbat, Marte a devenit mai rece și mai uscată. Atmosfera subțire și presiunea scăzută a aerului nu mai permiteau apei lichide să existe la suprafață, iar apa poate fi sechestrată în subteran, fie ca lichid, fie ca gheață. Perioadele calde ocazionale din istoria lui Marte au dus la topirea gheții subterane și la inundații gigantice, înregistrate de canalele de scurgere care se formează din inundații catastrofale de apă.

Canale de scurgere tăiate de apele de inundație în Ares Vallis. Piesele blocate din canalul larg din partea de jos a imaginii sunt blocuri de material deplasate trase de pe pereții canalului pe măsură ce apa curgea. Credit: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum).

Gheața de apă și dioxid de carbon (&ldquodry ice&rdquo) se găsește în calota polară de sud a lui Marte.
Credit: NASA.

O mare parte din apa lui Marte este subterană, fie ca lichid, fie ca gheață. Calotele glaciare nordice și sudice ale lui Marte conțin și gheață de apă, precum și gheață cu dioxid de carbon. Calota glaciară nordică a lui Marte este în mare parte gheață de apă.

Misiuni pe Marte: Căutarea semnelor de viață – trecut și prezent

Oamenii de știință vor continua să lucreze pentru a identifica unde ar putea fi condițiile potrivite pentru viața pe Marte. NASA a efectuat cu succes atât misiuni orbitale, cât și de aterizare pe Planeta Roșie. Primele misiuni de succes, Mariner 4, 6, 7 și 9, lansate de-a lungul anilor 1960 și începutul anilor 1970, au fost prima navă spațială care a achiziționat și returnat imagini la distanță apropiată ale lui Marte.

În anii 1960, un grup de oameni de știință, ingineri și tehnicieni NASA a proiectat o misiune robotică ambițioasă pe Marte, numită Viking. Misiunea Viking a fost compusă din patru nave spațiale (două orbitere și două aterizare) al căror obiectiv principal era să caute dovezi de viață. Aterizatorii au săpat mostre de sol de pe suprafața înghețată și au căutat semne de respirație – un indiciu al activității biologice. Deși rezultatele inițiale au fost considerate promițătoare, Viking nu a găsit semne concludente de viață. Cu toate acestea, este important de reținut că aceste experimente nu au fost foarte sensibile pentru standardele moderne.

În urma succeselor — și dezamăgirilor (nicio viață confirmată) — ale misiunii Viking, programul NASA Mars Exploration a trimis o serie de misiuni pentru a explora caracteristicile de suprafață și istoria lui Marte, precum și geologia și apa acestuia, dar aceste misiuni nu au căutat semne de viata.

Mars Exploration Rovers, denumite Spirit și Opportunity, au aterizat pe Planeta Roșie în ianuarie 2004, ca parte a misiunilor de trei luni pentru a căuta semne ale activității apei din trecut pe Marte. Ambele rovere și-au depășit cu mult obiectivele și așteptările misiunii, făcând descoperiri importante despre mediile umede de pe Marte în trecut și, posibil, în prezent.

Cea mai recentă misiune pe Marte, Mars Science Laboratory (MSL), caută precursori (blocurile de construcție) ale vieții și dovezi ale mediilor locuibile din trecut. Rover-ul Curiosity al MSL studiază rocile, solurile și cadrul geologic local pentru a detecta elementele chimice ale vieții (de exemplu, forme de carbon) pe Marte pentru a evalua cum era mediul marțian în trecut.

Oamenii de știință se află în mijlocul a trei generații de rover-uri pe Marte de la NASA (Sojourner de la Pathfinder, Opportunity/Spirit de MER și Curiosity de MSL). Curiosity este cel mai mare și cel mai avansat rover din punct de vedere tehnologic de până acum. Credit: NASA.

Roverul Mars Science Laboratory, Curiosity, continuă explorarea lui Marte și caută în mod special semne că mediile locuibile au existat pe Marte în trecut. Misiunile viitoare includ Mars 2020, un rover care va colecta mostre de sol și roci în pregătirea pentru întoarcerea pe Pământ printr-o misiune viitoare.


Acest luminator cu tub de lavă marțiană are o lungime de 50 de metri. Cel mai mare tub de lavă de pe Pământ are o lungime de numai 15 metri

Mariner 9 de la NASA a fost prima navă spațială care a orbitat o altă planetă când a ajuns pe Marte la sfârșitul anului 1971. A ajuns acolo cu doar câteva săptămâni înainte de navele spațiale Mars 2 și Mars 3 ale Uniunii Sovietice, în ciuda faptului că a fost lansată cu 11 zile mai târziu decât misiunile respective. . Din păcate, a existat o furtună majoră de praf când a sosit Mariner 9, iar NASA a trebuit să aștepte până în ianuarie înainte ca nava spațială să poată obține imagini bune.

Când a primit acele imagini, au dezvăluit o surpriză: vulcanii și fluxurile de lavă acoperă porțiuni mari ale suprafeței marțiane.

În deceniile de după vizita lui Mariner 9, am învățat multe despre Marte și istoria sa geologică. De exemplu, știm că Marte găzduiește cel mai mare vulcan al Sistemului Solar: Olympus Mons.

Dar vulcanii și fluxurile de lavă sunt doar cele mai vizibile artefacte ale activității vulcanice antice de pe Marte. Pe măsură ce tehnologia noastră a devenit din ce în ce mai bună, am reușit să vedem suprafața mai în detaliu. Și asta a dezvăluit prezența tuburilor de lavă pe planetă.

Tuburile de lavă se formează atunci când lava curge sub suprafață. Pe măsură ce exteriorul lavei care curge se răcește și se solidifică într-un tavan și pereți, interiorul rămâne topit și continuă să curgă. În cele din urmă, lava curge din tub în direcția în jos, părăsind tubul.

Tuburile de lavă, numite și piroducte, pot fi găsite pe Pământ, Lună și Marte. Ele pot fi găsite și pe alte corpuri care au activitate vulcanică. Dar, în timp ce Pământul este mai mare decât Marte, tuburile de lavă terestre sunt mai mici decât cele mai mari de pe Marte. Camera HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment) de pe Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA a făcut recent o fotografie a unui plafon prăbușit cu tub de lavă, care este mult mai mare decât orice pe Pământ.

O secțiune prăbușită a unui tub de lavă pe Marte.Acest crater de groapă are o lungime de 50 m (150 ft) și se află pe flancul vulcanului stins Arsia Mons. Credit imagine: NASA/JPL/University of Arizona

Când HiRISE a luat această imagine, umbrele au împiedicat-o să vadă în interiorul secțiunii prăbușite, numită uneori luminator. Dar dacă gaura are 50 de metri diametru, tubul de lavă este probabil atât de mare. Pe Pământ, tuburile de lavă au o lățime de doar 14–15 metri (46–49 ft), deși sunt de obicei mult mai înguste.

Unii oameni de știință spun că explorarea tuburilor de lavă ar trebui să aibă o anumită prioritate. Tuburile de lavă ar putea găzdui orice viață simplă care ar fi supraviețuit până astăzi pe Marte. Pe măsură ce planeta și-a pierdut atmosfera și s-a răcit, tuburile ar fi putut oferi adăpost de condițiile de suprafață din ce în ce mai ostile. Dacă viața ar fi migrat acolo cumva, ar putea fi încă prezentă.

Așa crede jurnalistul științific Sid Perkins. În articolul său “Core Concept: Tuburile de lavă pot fi refugii pentru viața extraterestră antică și viitorii exploratori umani,” el a spus: “Dacă Marte a găzduit vreodată viață, s-ar fi putut muta într-un astfel de refugiu pe măsură ce planeta a evoluat și condițiile de suprafață au devenit. din ce în ce mai dur. Într-adevăr, unii cercetători sugerează că viața microbiană ar putea rămâne încă în paradisurile subterane ale Planetei Roșii.”

Dacă acele paradisuri subterane sunt suficient de bune pentru viața microbiană marțiană, ar putea fi suficient de bune pentru oameni. Unii cercetători spun că habitatele sau bazele ar putea fi amplasate sau construite în interiorul acestor tuburi. În același mod în care ar putea oferi adăpost pentru viața marțiană existentă, ei ar putea oferi adăpost pentru oamenii care vizitează pe Lună sau, eventual, chiar pe Marte însuși.

„Tuburile de lavă ar putea oferi scuturi stabile împotriva radiațiilor cosmice și solare și a impacturilor micrometeoriților care se întâmplă adesea pe suprafețele corpurilor planetare”, a spus Francesco Sauro, coautor al unui studiu comparativ al tuburilor de lavă de pe Pământ, Marte și luna. “Mai mult, au un mare potențial de a oferi un mediu în care temperaturile nu variază de la zi la noapte.”

O secțiune transversală ilustrată a unei gropi de lavă marțiană cu o secțiune de acoperiș prăbușită sau luminator. Credit imagine: de Melissausburn – Lucrări proprii, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=31385296

Dar înainte de a le folosi în acest scop, trebuie să le explorăm mai întâi. Și, deși există o mare probabilitate ca acestea să fie asemănătoare cu tuburile de pe Pământ, nimeni nu a fost văzut încă în interiorul unuia. Există imagini care arată o porțiune din podeaua acestor tuburi, dar asta e tot.

Imagini cu tuburi de lavă deschise pe Lună. Credit imagine: NASA/LRO

Dacă o să le explorăm, va fi riscant. Astronauții de pe Lună sau de pe Marte nu vor fi pregătiți să facă speleologie sau să se asigure unii pe alții în groapă. Probabil că există unii oameni care și-ar dedica întreaga viață de adult pentru a fi primii care vor intra în unul, dar agențiile spațiale sunt reticente în a pune oamenii în acest tip de pericol.

Probabil că va depinde de mașini să facă explorarea inițială. Și oamenii de știință s-au gândit deja la asta. Un concept este Moon Diver.

The Moon Diver este creația Laura Kerber de la NASA de la JPL. Ea și colegii ei au propus misiunea de a explora groapa Tranquillitatis de pe Lună. Propunerea includea un lander staționar care să aterizeze lângă groapă. Apoi ar elibera un rover mic, cu două roți, care s-ar apropia de groapă și s-ar cobora în ea în timp ce era încă legat de lander prin cablu. Din păcate, Moon Diver nu a fost ales pentru finanțare. Dar ideea este încă vie.

Un prototip al roverului Axel care va fi coborât într-un tub de lavă pe Lună, ca parte a misiunii propuse Moon Diver. Credit de imagine: de https://www-robotics.jpl.nasa.gov/systems/system.cfm?System=16 – NASA's Jet Propulsion Laboratory, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/ w/index.php?curid=81681899

În prezent, nu există planuri de a explora tuburile de lavă de pe Marte sau Lună. Dar s-ar putea să fie doar o chestiune de timp până când o facem. În comparație cu unele dintre misiunile propuse pentru a explora Titan și Europa, de exemplu, o misiune similară cu Moon Diver ar putea să nu fie atât de complexă sau costisitoare.


O minge de bacterii a supraviețuit timp de 3 ani. in spatiu!

Pentru a revizui acest articol, accesați Profilul meu, apoi Vizualizați poveștile salvate.

Pentru a revizui acest articol, accesați Profilul meu, apoi Vizualizați poveștile salvate.

În 2018, o navă spațială a părăsit Stația Spațială Internațională transportând încărcături neobișnuite: colonii de bacterii care petrecuseră ani de zile în spațiu. Acești microbi îndrăzneți au fost ultimele mostre care au fost returnate pe Pământ ca parte a misiunii Tanpopo, un experiment de astrobiologie japonez care studiază efectele mediului spațial asupra organismelor simple. Dacă microbii ar supraviețui expunerii pe termen lung la vid, ar fi un impuls semnificativ pentru o teorie controversată cunoscută sub numele de panspermie, care sugerează că viața face o plimbare între planete pe asteroizi, comete și praf spațial.

Miercuri, au fost publicate noi cercetări din partea echipei Tanpopo Frontiere în microbiologie care detaliază cât de multe specii de Deinococ bacteriile au supraviețuit trei ani consecutivi de expunere la mediul spațial ostil. Acest tip de bacterii este renumit pentru capacitatea sa neobișnuită de a rezista leziunilor genetice cauzate de doze mari de radiații ultraviolete, ceea ce îl clasifică printre alte așa-numite „extremofile” precum tardigradele. Dar cercetătorii nu erau siguri exact cum a reușit această performanță.

Deinococ se știe că are mai multe mecanisme pentru a supraviețui în medii dure”, spune Akihiko Yamagishi, profesor la Universitatea din Tokyo și principalul om de știință al misiunii Tanpopo. „Am testat care mecanisme sunt responsabile și am descoperit, printre altele, că sistemul său de reparare a ADN-ului este important pentru supraviețuirea în mediul spațial.”

Ca parte a experimentului Tanpopo, Yamagishi și colegii săi au expus colonii uscate din trei specii diferite de Deinococ la vidul din spațiu într-un modul de experiment atașat la exteriorul stației spațiale. Când cercetătorii au rehidratat coloniile înapoi pe Pământ, au descoperit că straturile lor cele mai exterioare au murit din cauza expunerii la doze mari de radiații UV. Dar straturile moarte de bacterii au protejat ADN-ul microbilor de dedesubt să nu fie prea deteriorat pentru a supraviețui. În timp ce numărul de gene bacteriene intacte scade treptat de la expunerea în spațiu, indiferent de cât de groasă este colonia, rezultatele echipei arată că o granulă de bacterii adâncime de doar o jumătate de milimetru ar putea supraviețui până la opt ani în spațiu.

Este o veste bună pentru susținătorii panspermiei, o teorie care datează de la începutul anilor 1970 și sugerează că viața – inclusiv viața de pe Pământ – este însămânțată în întreaga galaxie de microbii care se plimbă pe rocile spațiale. Este departe de a fi o idee generală, dar unul dintre primii susținători ai săi, matematicianul Chandra Wickramasinghe, susține că poate explica mai multe probleme spinoase cu apariția vieții pe Pământ.

Explicația tipică este că viața a apărut dintr-o grămadă de molecule organice care s-au izbit una de alta într-un suflu primordial agitat și a format treptat molecule mai complexe. În cele din urmă, aceste molecule s-au combinat pentru a forma organisme unicelulare precum bacteriile, care apoi au evoluat în organisme multicelulare și așa mai departe. Dar evoluția vieții pe Pământ, din câte își pot da seama oamenii de știință, a continuat cu succes. Au existat vârfuri scurte de speciație intercalate de perioade mai lungi de stază. Odată ce bacteriile au ajuns pe scena acum aproximativ 4 miliarde de ani, ele au rămas forma de viață dominantă timp de 2 miliarde de ani. Apoi a avut loc o explozie de organisme unicelulare puțin mai complexe numite eucariote, care au dominat încă un miliard de ani înainte de a începe în sfârșit să apară organisme mai complexe.

Socotirea acestor lungi pauze evolutive este dificilă. O explicație este că aceste perioade de echilibru au fost punctate de evenimente de extincție în masă care au creat noi oportunități pentru speciație. Credincioșii în panspermie cred că cronologia evolutivă neobișnuită a Pământului poate fi explicată dacă viața timpurie a primit un mic ghiont de microbi extratereștri.

O teorie a panspermiei, cunoscută sub numele de litopanspermie, sugerează că asteroizii și meteoriții care se lovesc de Pământ ar fi putut conține unele organisme de bază sau material genetic care a schimbat traiectoria evolutivă a vieții de pe planetă. Cantitatea de bacterii care sosesc pe un singur asteroid nu este probabil să schimbe evoluția pe o planetă întreagă. Dar dacă rocile spațiale bogate din punct de vedere biologic ar fi fost comune în această parte a galaxiei, susțin ei, bombardamentul puternic pe care l-a experimentat Pământul în urmă cu 4 miliarde de ani ar fi fost suficient pentru a reuși. Este o presupunere mare, dar există unele dovezi care susțin ideea. „Când sunt protejate adânc în interiorul unei roci, calculele au arătat că bacteriile pot supraviețui până la milioane de ani”, spune Avi Loeb, fizician la Universitatea Harvard.

Simulările au arătat că procesul poate merge și în sens invers. Dacă viața ar fi început deja când Pământul a fost pulverizat de asteroizi cu miliarde de ani în urmă, unii dintre acești microbi terești ar fi fost exploziți de la suprafață și au ajuns pe o altă planetă din sistemul solar. Sună exagerat, dar cercetătorii au descoperit roci de pe Marte pe Pământ și există motive întemeiate să bănuim că am putea găsi într-o zi roci Pământului pe Marte, spune Loeb.

Deci, deși există șansa ca toți să fim marțieni, există și posibilitatea ca, dacă NASA găsește dovezi ale vieții pe Marte, aceasta să provină de fapt de pe Pământ. Într-adevăr, dacă oamenii de știință descoperă viața pe Marte, una dintre cele mai mari provocări va fi determinarea provenienței acesteia. Dar există anumite indicii revelatoare. De exemplu, tot ADN-ul de pe Pământ se răsucește în aceeași direcție dacă merge în sens invers pe Marte, acea dovadă destul de puternică că viața își are originea independent pe Planeta Roșie și nu a prins o plimbare de pe Pământ.

Chiar dacă nu cumperi ipoteza panspermiei, rezultatele echipei Tanpopo au implicații serioase pentru protecția planetară, spune Loeb. NASA și alte agenții spațiale fac multe probleme pentru a se asigura că navele spațiale nu transportă niciun material biologic de pe Pământ atunci când sunt lansate pe Marte. Ei nu vor să strice din neatenție mediul curat în care caută semne slabe ale vieții extraterestre străvechi. Dar acum Yamagishi și echipa sa din Japonia au arătat că anumite tipuri de bacterii pot supraviețui în spațiul profund suficient de mult pentru a face o călătorie interplanetară fără nicio protecție.

„Orice agregat cu grosimea milimetrică ar apărea ca murdărie pentru ochi și ar fi șters de pe suprafața unei camere curate în pregătirea unei misiuni conexe pe Marte”, spune Loeb. „Dar aceste rezultate ne amintesc de importanța sterilizării tuturor navelor spațiale trimise pe alte planete în căutarea vieții.”

În 2018, Yamagishi și colegii săi au efectuat o serie de experimente la mare altitudine pe Pământ folosind avioane și baloane meteorologice și au găsit urme de Deinococ bacterii la aproape 8 mile în sus în atmosferă. Aceasta este cu mult peste altitudinea de croazieră a unui avion cu jet de pasageri. Dar asta nu înseamnă că Pământul aruncă acești microbi rezistenți în spațiu, micile colonii de microbi care plutesc pe briză nu au viteza necesară pentru a scăpa de forța gravitației Pământului. Dar, așa cum Loeb a detaliat într-o lucrare pe care a scris-o în colaborare la începutul acestui an, este posibil ca asteroizii și cometele care pășesc atmosfera Pământului, ca o piatră care sare pe un iaz, să culeagă niște microbi din atmosferă și să-i transporte în spațiul interstelar.

Teoria panspermiei rămâne controversată și nu este acceptată pe scară largă în comunitatea științifică. Dar, deocamdată, experimente precum Tanpopo continuă să ne provoace presupunerile despre condițiile necesare vieții.


Cum ar fi supraviețuit viața „Pământului bulgărelui de zăpadă”

Probabil că glaciația globală a înfrigurat viața pe Pământ cu sute de milioane de ani în urmă, dar noi cercetări indică faptul că viața simplă sub formă de alge fotosintetice ar fi putut supraviețui într-un corp îngust de apă cu caracteristici similare cu Marea Roșie de astăzi.

„În acele condiții de frig, nu există multe locuri în care te-ai aștepta să apară apă lichidă și lumină în aceeași zonă și ai nevoie de ambele lucruri pentru ca algele fotosintetice să supraviețuiască”, a spus Adam Campbell, de la Universitatea din Washington. doctorand în științe ale Pământului și spațiului.

Un corp de apă lung și îngust, cum ar fi Marea Roșie, de aproximativ 6,5 ori mai lung decât este lat, ar crea suficientă rezistență fizică la înaintarea gheții glaciare, încât stratul de gheață probabil nu ar putea ajunge până la capătul mării înainte. condițiile fac ca gheața să se transforme în vapori. Asta ar lăsa o mică întindere de apă deschisă unde algele ar putea supraviețui.

„Rezultatele inițiale au arătat destul de bine că aceste tipuri de canale ar putea rămâne relativ libere de gheață glaciară groasă în timpul unui eveniment de tip „bulgăre de zăpadă””, a spus Campbell.

El a examinat problema folosind un model analitic care a aplicat principiile de bază ale fizicii unui set simplu de condiții atmosferice despre care se credea că existau la acea vreme. Rezultatele au fost publicate pe 8 octombrie în Scrisori de cercetare geofizică. Co-autorii sunt Edwin Waddington și Stephen Warren, profesori UW de științe ale Pământului și spațiului.

Mulți oameni de știință cred că Pământul a devenit un bulgăre de zăpadă uriaș de două sau trei ori între 800 de milioane și 550 de milioane de ani în urmă, fiecare episod durând aproximativ 10 milioane de ani. Toate acestea au precedat explozia cambriană în urmă cu aproximativ 530 de milioane de ani, când viața de pe Pământ s-a extins rapid, s-a diversificat și a devenit mai complexă.

Dar planctonul fotosintetic simplu apare în înregistrarea fosilelor înainte și după evenimentele „Pământului bulgăre de zăpadă”, determinând oamenii de știință să se întrebe cum s-ar putea întâmpla asta dacă oceanele Pământului ar fi complet acoperite în gheață.

Campbell a spus că se presupune că algele au supraviețuit acestor episoade, „cu excepția cazului în care au re-evoluat de fiecare dată, ceea ce creează o problemă cu totul diferită pentru biologia evolutivă”.

El a ales Marea Roșie ca exemplu, deoarece este formată dintr-un proces tectonic numit continental rifting, un proces despre care se știe că a existat la momentul evenimentelor Pământului cu bulgări de zăpadă și se află într-o regiune aridă între Egipt și Peninsula Arabă.

Campbell a remarcat că într-un eveniment Pământesc cu bulgări de zăpadă, apa deschisă dintr-o astfel de mare nu ar fi durat mult dacă nu ar fi avut o modalitate de a fi completată -- dacă, de exemplu, gheața glaciară a acționat ca un baraj și s-ar fi tăiat. afluxul de apă de mare suplimentară. Apa deschisă a trebuit să existe de ordinul a 10 milioane de ani pentru ca algele să supraviețuiască.

„Peste 10 milioane de ani, ai putea evapora cel mai adânc lac din lume”, a spus Campbell. „Dacă ești într-un deșert, ar trebui să ai o rezervă de apă de mare”.


Cuprins

Termenul a fost propus pentru prima dată de astronomul rus (sovietic) Gavriil Tikhov în 1953. [28] Astrobiologie este derivat etimologic din grecescul ἄστρον, astron, „constelație, stea” βίος , bios, „viață” și -λογία , -logia, studiu. Sinonimele astrobiologiei sunt totusi diverse, sinonimele au fost structurate in raport cu cele mai importante stiinte implicate in dezvoltarea sa: astronomia si biologia. Un sinonim apropiat este exobiologie din grecescul Έξω, „extern” Βίος, bios, „viață” și λογία, -logia, studiu. Termenul de exobiologie a fost inventat de biologul molecular și câștigătorul Premiului Nobel Joshua Lederberg. [29] Exobiologia este considerată a avea o sferă îngustă limitată la căutarea vieții externe Pământului, în timp ce domeniul astrobiologiei este mai larg și investighează legătura dintre viață și univers, care include căutarea vieții extraterestre, dar include și studiul. a vieții de pe Pământ, originea, evoluția și limitele ei.

Un alt termen folosit în trecut este xenobiologie, ("biologia străinilor"), cuvânt folosit în 1954 de scriitorul de science fiction Robert Heinlein în lucrarea sa. Bestia Stela. [31] Termenul de xenobiologie este folosit acum într-un sens mai specializat, pentru a însemna „biologie bazată pe chimie străină”, fie că este de origine extraterestră sau terestră (eventual sintetică). Deoarece analogii chimici alternativi pentru unele procese de viață au fost creați în laborator, xenobiologia este acum considerată ca un subiect existent. [32]

Deși este un domeniu în curs de dezvoltare și în curs de dezvoltare, întrebarea dacă viața există în altă parte a universului este o ipoteză verificabilă și, prin urmare, o linie validă de cercetare științifică. [33] [34] Deși cândva considerată în afara curentului principal al cercetării științifice, astrobiologia a devenit un domeniu oficial de studiu. Omul de știință planetar David Grinspoon numește astrobiologia un domeniu al filosofiei naturale, întemeind speculațiile pe necunoscut, în teoria științifică cunoscută. [35] Interesul NASA pentru exobiologie a început odată cu dezvoltarea Programului Spațial al SUA. În 1959, NASA a finanțat primul său proiect de exobiologie, iar în 1960, NASA a fondat un program de exobiologie, care este acum unul dintre cele patru elemente principale ale programului actual de astrobiologie al NASA. [2] [36] În 1971, NASA a finanțat căutarea inteligenței extraterestre (SETI) pentru a căuta frecvențele radio din spectrul electromagnetic pentru comunicațiile interstelare transmise de viața extraterestră din afara Sistemului Solar. Misiunile Viking ale NASA pe Marte, lansate în 1976, au inclus trei experimente de biologie menite să caute metabolismul vieții prezente pe Marte.

Progresele în domeniile astrobiologiei, astronomiei observaționale și descoperirea unor mari varietăți de extremofili cu o capacitate extraordinară de a se dezvolta în cele mai dure medii de pe Pământ, au condus la speculații că viața ar putea fi înfloritoare pe multe dintre corpurile extraterestre din univers. [12] Un accent deosebit al cercetării actuale în astrobiologie este căutarea vieții pe Marte datorită apropierii acestei planete de Pământ și a istoriei geologice. Există un număr tot mai mare de dovezi care sugerează că Marte a avut anterior o cantitate considerabilă de apă la suprafața sa, [37] [38] apa fiind considerată un precursor esențial pentru dezvoltarea vieții bazate pe carbon. [39]

Misiunile special concepute pentru a căuta viața actuală pe Marte au fost programul Viking și sondele Beagle 2. Rezultatele Viking au fost neconcludente [40], iar Beagle 2 a eșuat la câteva minute după aterizare. [41] O misiune viitoare cu un rol puternic de astrobiologie ar fi fost Jupiter Icy Moons Orbiter, conceput pentru a studia lunile înghețate ale lui Jupiter – dintre care unele pot avea apă lichidă – dacă nu ar fi fost anulată. La sfârșitul anului 2008, aterizatorul Phoenix a cercetat mediul în ceea ce privește locuibilitatea planetară trecută și prezentă a vieții microbiene de pe Marte și a cercetat istoria apei de acolo.

Foaia de parcurs pentru astrobiologie a Agenției Spațiale Europene din 2016, a identificat cinci subiecte principale de cercetare și specifică câteva obiective științifice cheie pentru fiecare subiect.Cele cinci subiecte de cercetare sunt: ​​[42] 1) Originea și evoluția sistemelor planetare 2) Originile compușilor organici în spațiu 3) Interacțiunile rocă-apă-carbon, sinteza organică pe Pământ și pașii către viață 4) Viața și locuibilitatea 5) Biosemnăturile ca facilitând detectarea vieții.

În noiembrie 2011, NASA a lansat misiunea Mars Science Laboratory care transportă Curiozitate rover, care a aterizat pe Marte la craterul Gale în august 2012. [43] [44] [45] Curiozitate Rover-ul cercetează în prezent mediul pentru locuibilitatea planetară trecută și prezentă a vieții microbiene de pe Marte. La 9 decembrie 2013, NASA a raportat că, pe baza dovezilor de la Curiozitate studiind Aeolis Palus, craterul Gale conținea un vechi lac de apă dulce care ar fi putut fi un mediu primitor pentru viața microbiană. [46] [25]

Agenția Spațială Europeană colaborează în prezent cu Agenția Spațială Federală Rusă (Roscosmos) și dezvoltă roverul de astrobiologie ExoMars, care era programat să fie lansat în iulie 2020, dar a fost amânat pentru 2022. [47] Între timp, NASA a lansat astrobiologia Mars 2020. rover și cacher de mostre pentru o întoarcere ulterioară pe Pământ.

Habitabilitate planetară Edit

Când căutați viață pe alte planete precum Pământul, unele ipoteze simplificatoare sunt utile pentru a reduce dimensiunea sarcinii astrobiologului. Una este presupunerea în cunoștință de cauză că marea majoritate a formelor de viață din galaxia noastră se bazează pe chimia carbonului, la fel ca toate formele de viață de pe Pământ. [48] ​​Carbonul este bine cunoscut pentru varietatea neobișnuit de mare de molecule care se pot forma în jurul său. Carbonul este al patrulea element cel mai abundent din univers, iar energia necesară pentru a face sau rupe o legătură este la nivelul potrivit pentru a construi molecule care nu sunt doar stabile, ci și reactive. Faptul că atomii de carbon se leagă ușor de alți atomi de carbon permite construirea de molecule extrem de lungi și complexe.

Prezența apei lichide este o cerință presupusă, deoarece este o moleculă comună și oferă un mediu excelent pentru formarea de molecule complicate pe bază de carbon care ar putea duce în cele din urmă la apariția vieții. [49] [50] Unii cercetători presupun mediile de amestecuri apă-amoniac ca posibili solvenți pentru tipuri ipotetice de biochimie. [51]

O a treia presupunere este să se concentreze asupra planetelor care orbitează stelele asemănătoare Soarelui pentru probabilități crescute de locuibilitate planetară. [52] Stelele foarte mari au durate de viață relativ scurte, ceea ce înseamnă că viața s-ar putea să nu aibă timp să apară pe planetele care le orbitează. Stelele foarte mici furnizează atât de puțină căldură și căldură încât numai planetele aflate pe orbite foarte apropiate în jurul lor nu ar fi înghețate solide, iar pe orbite atât de apropiate, aceste planete ar fi „blocate” de stea. [53] Durata lungă de viață a piticelor roșii ar putea permite dezvoltarea unor medii locuibile pe planete cu atmosfere groase. Acest lucru este semnificativ, deoarece piticele roșii sunt extrem de comune. (Vezi Habitabilitatea sistemelor pitice roșii).

Deoarece Pământul este singura planetă cunoscută că adăpostește viață, nu există o modalitate evidentă de a ști dacă vreuna dintre aceste presupuneri simplificatoare este corectă.

Încercări de comunicare Editați

Cercetările privind comunicarea cu inteligența extraterestră (CETI) se concentrează pe compunerea și descifrarea mesajelor care ar putea fi înțelese teoretic de o altă civilizație tehnologică. Încercările de comunicare ale oamenilor au inclus difuzarea de limbaje matematice, sisteme picturale precum mesajul Arecibo și abordări computaționale pentru detectarea și descifrarea comunicării în limbaj „natural”. Programul SETI, de exemplu, folosește atât telescoape radio, cât și telescoape optice pentru a căuta semnale deliberate de la o inteligență extraterestră.

În timp ce unii oameni de știință de mare profil, precum Carl Sagan, au susținut transmiterea de mesaje, [54] [55] omul de știință Stephen Hawking a avertizat împotriva ei, sugerând că extratereștrii ar putea pur și simplu să atace Pământul pentru resursele sale și apoi să meargă mai departe. [56]

Elemente de astrobiologie Edit

Editare astronomie

Majoritatea cercetărilor de astrobiologie legate de astronomie se încadrează în categoria detectării planetelor extrasolare (exoplanete), ipoteza fiind că dacă viața ar apărea pe Pământ, atunci ar putea apărea și pe alte planete cu caracteristici similare. În acest scop, au fost luate în considerare o serie de instrumente concepute pentru a detecta exoplanete de dimensiunea Pământului, mai ales Terrestrial Planet Finder (TPF) de la NASA și programele Darwin ale ESA, ambele fiind anulate. NASA a lansat Kepler misiune în martie 2009, iar Agenția Spațială Franceză a lansat misiunea spațială COROT în 2006. [57] [58] Există, de asemenea, câteva eforturi la sol mai puțin ambițioase în curs.

Scopul acestor misiuni nu este doar de a detecta planete de dimensiunea Pământului, ci și de a detecta direct lumina de pe planetă, astfel încât să poată fi studiată spectroscopic. Prin examinarea spectrelor planetare, ar fi posibil să se determine compoziția de bază a atmosferei și/sau a suprafeței unei planete extrasolare. Având în vedere aceste cunoștințe, ar putea fi posibil să se evalueze probabilitatea ca viața să fie găsită pe acea planetă. Un grup de cercetare NASA, Virtual Planet Laboratory, [59] folosește modelarea computerizată pentru a genera o mare varietate de planete virtuale pentru a vedea cum ar arăta dacă ar fi văzute de TPF sau Darwin. Se speră că, odată ce aceste misiuni sunt online, spectrele lor pot fi verificate încrucișat cu aceste spectre planetare virtuale pentru caracteristici care ar putea indica prezența vieții.

O estimare a numărului de planete cu inteligență comunicativ Viața extraterestră poate fi obținută din ecuația Drake, în esență o ecuație care exprimă probabilitatea vieții inteligente ca produs al unor factori precum fracția de planete care ar putea fi locuibilă și fracția de planete pe care ar putea apărea viața: [60]

N = R ∗ × f p × n e × f l × f i × f c × L

  • N = Numărul civilizațiilor comunicative
  • R* = Rata de formare a stelelor potrivite (stele precum Soarele nostru)
  • fp = Fracția acelor stele cu planete (dovezile actuale indică faptul că sistemele planetare pot fi comune pentru stele precum Soarele)
  • ne = Numărul de lumi de dimensiunea Pământului per sistem planetar
  • fl = Fracțiunea acelor planete de dimensiunea Pământului în care se dezvoltă de fapt viața
  • fi = Fracțiunea locurilor de viață în care se dezvoltă inteligența
  • fc = Fracțiunea planetelor comunicative (cele pe care se dezvoltă tehnologia comunicațiilor electromagnetice)
  • L = „Durata de viață” a civilizațiilor comunicante

Cu toate acestea, deși rațiunea din spatele ecuației este solidă, este puțin probabil ca ecuația să fie constrânsă la limite rezonabile de eroare în curând. Problema cu formula este că nu este folosită pentru a genera sau susține ipoteze deoarece conține factori care nu pot fi verificați niciodată. Primul termen, R*, numărul de stele, este în general constrâns în câteva ordine de mărime. Al doilea și al treilea termen, fp, stele cu planete și fe, planete cu condiții de locuit, sunt evaluate pentru vecinătatea stelei. Drake a formulat inițial ecuația doar ca o agendă pentru discuții la conferința Green Bank, [61] dar unele aplicații ale formulei au fost luate literal și legate de argumente simpliste sau pseudoștiințifice. [62] Un alt subiect asociat este paradoxul Fermi, care sugerează că dacă viața inteligentă este comună în univers, atunci ar trebui să existe semne evidente ale acesteia.

Un alt domeniu activ de cercetare în astrobiologie este formarea sistemelor planetare. S-a sugerat că particularitățile Sistemului Solar (de exemplu, prezența lui Jupiter ca scut protector) [63] ar fi putut crește foarte mult probabilitatea de apariție a vieții inteligente pe planeta noastră. [64] [65]

Biologie Edit

Biologia nu poate afirma că un proces sau un fenomen, fiind posibil din punct de vedere matematic, trebuie să existe forțat într-un corp extraterestre. Biologii precizează ce este speculativ și ce nu. [62] Descoperirea extremofililor, organisme capabile să supraviețuiască în medii extreme, a devenit un element central de cercetare pentru astrobiologi, deoarece aceștia sunt importante pentru a înțelege patru domenii în limitele vieții în context planetar: potențialul de panspermie, contaminarea în avans datorată aventuri umane de explorare, colonizare planetară de către oameni și explorarea vieții extraterestre dispărute și existente. [66]

Până în anii 1970, se credea că viața depindea în totalitate de energia de la Soare. Plantele de pe suprafața Pământului captează energia din lumina soarelui pentru a fotosintetiza zaharurile din dioxid de carbon și apă, eliberând oxigen în procesul care este apoi consumat de organismele care respiră oxigen, trecând energia lor în lanțul trofic. Chiar și viața din adâncurile oceanului, acolo unde lumina soarelui nu poate ajunge, se credea că se hrănește fie din consumul de detritus organic plouat din apele de suprafață, fie din consumul de animale care au făcut-o. [67] Se credea că capacitatea lumii de a susține viața depinde de accesul acesteia la lumina soarelui. Cu toate acestea, în 1977, în timpul unei scufundări de explorare în Riftul Galapagos în submersibilul de explorare de adâncime Alvin, oamenii de știință au descoperit colonii de viermi tuburi giganți, scoici, crustacee, midii și alte creaturi asortate adunate în jurul caracteristicilor vulcanice submarine cunoscute sub numele de fumători negri. [67] Aceste creaturi prosperă în ciuda faptului că nu au acces la lumina soarelui și s-a descoperit curând că ele cuprind un ecosistem complet independent. Deși majoritatea acestor forme de viață multicelulare au nevoie de oxigen dizolvat (produs prin fotosinteza oxigenată) pentru respirația lor celulară aerobă și, prin urmare, nu sunt complet independente de lumina soarelui prin ele însele, baza lanțului lor trofic este o formă de bacterie care își extrage energia din oxidarea substanțelor reactive. substanțe chimice, cum ar fi hidrogenul sau hidrogenul sulfurat, care bule din interiorul Pământului. Alte forme de viață complet decuplate de energia luminii solare sunt bacteriile verzi cu sulf care captează lumina geotermală pentru fotosinteza anoxigenă sau bacteriile care rulează chemolitoautotrofia bazată pe dezintegrarea radioactivă a uraniului. [68] Această chimiosinteză a revoluționat studiul biologiei și astrobiologiei dezvăluind că viața nu trebuie să fie dependentă de soare, ci doar necesită apă și un gradient de energie pentru a exista.

Biologii au descoperit extremofili care prosperă în gheață, apă clocotită, acid, alcali, miezul de apă al reactoarelor nucleare, cristale de sare, deșeuri toxice și într-o serie de alte habitate extreme despre care se credea anterior a fi inospitaliere pentru viață. [69] [70] Acest lucru a deschis o nouă cale în astrobiologie prin extinderea masivă a numărului de habitate extraterestre posibile. Caracterizarea acestor organisme, a mediului lor și a căilor lor evolutive este considerată o componentă crucială pentru înțelegerea modului în care viața ar putea evolua în altă parte a universului. De exemplu, unele organisme capabile să reziste la expunerea la vid și radiații din spațiul cosmic includ ciupercile lichen Rhizocarpon geographicum și Xanthoria elegans, [71] bacteria Bacillus safensis, [72] Deinococcus radiodurans, [72] Bacillus subtilis, [72] drojdie Saccharomyces cerevisiae, [72] semințe din Arabidopsis thaliana („cresonul ureche de șoarece”), [72] precum și animalul nevertebrat Tardigrad. [72] În timp ce tardigradele nu sunt considerate extremofile adevărate, ele sunt considerate microorganisme extremotolerante care au contribuit la domeniul astrobiologiei. Toleranța lor extremă la radiații și prezența proteinelor de protecție a ADN-ului pot oferi răspunsuri cu privire la dacă viața poate supraviețui departe de protecția atmosferei Pământului. [73]

Luna lui Jupiter, Europa, [70] [74] [75] [76] [77] [78] și luna lui Saturn, Enceladus, [79] [80] sunt acum considerate cele mai probabile locații pentru viața extraterestră existentă în Sistemul Solar datorită oceanelor lor subterane, unde încălzirea radiogenă și mareală permite existența apei lichide. [68]

Originea vieții, cunoscută sub numele de abiogeneză, distinctă de evoluția vieții, este un alt domeniu de cercetare în curs de desfășurare. Oparin și Haldane au postulat că condițiile de pe Pământul timpuriu au fost propice pentru formarea de compuși organici din elemente anorganice și, astfel, pentru formarea multor substanțe chimice comune tuturor formelor de viață pe care le vedem astăzi. Studiul acestui proces, cunoscut sub numele de chimie prebiotică, a făcut unele progrese, dar încă nu este clar dacă viața s-ar fi putut forma în acest fel pe Pământ. Ipoteza alternativă a panspermiei este că primele elemente ale vieții s-ar fi putut forma pe o altă planetă cu condiții și mai favorabile (sau chiar în spațiul interstelar, asteroizi etc.) și apoi au fost transferate pe Pământ – ipoteza panspermiei.

Praful cosmic care pătrunde în univers conține compuși organici complecși („solide organice amorfe cu o structură mixtă aromatic-alifatică”) care ar putea fi creați în mod natural și rapid de stele. [81] [82] [83] Mai mult, un om de știință a sugerat că acești compuși ar fi putut fi legați de dezvoltarea vieții pe Pământ și a spus că, „Dacă acesta este cazul, viața de pe Pământ ar fi putut fi mai ușor să înceapă. deoarece aceste substanțe organice pot servi drept ingrediente de bază pentru viață.” [81]

Mai mult de 20% din carbonul din univers poate fi asociat cu hidrocarburi aromatice policiclice (PAH), posibile materii prime pentru formarea vieții. HAP-urile par să fi fost formate la scurt timp după Big Bang, sunt răspândite în întregul univers și sunt asociate cu noi stele și exoplanete. [84] HAP-urile sunt supuse condițiilor medii interstelare și sunt transformate prin hidrogenare, oxigenare și hidroxilare, în substanțe organice mai complexe — „un pas de-a lungul căii către aminoacizi și nucleotide, materiile prime ale proteinelor și respectiv ADN-ului”. [85] [86]

În octombrie 2020, astronomii au propus ideea de a detecta viața pe planete îndepărtate, studiind umbrele copacilor în anumite momente ale zilei pentru a găsi modele care ar putea fi detectate prin observarea exoplanetelor. [87] [88]

Astroecologie Edit

Astroecologia se referă la interacțiunile vieții cu mediile și resursele spațiale, în planete, asteroizi și comete. La o scară mai mare, astroecologia se referă la resursele pentru viață despre stelele din galaxie prin viitorul cosmologic. Astroecologia încearcă să cuantifice viața viitoare în spațiu, abordând această zonă a astrobiologiei.

Astroecologia experimentală investighează resursele din solurile planetare, folosind materiale spațiale reale din meteoriți. [89] Rezultatele sugerează că materialele marțiane și condritice carbonice pot susține bacterii, alge și culturi de plante (sparanghel, cartofi), cu fertilitate ridicată a solului. Rezultatele susțin că viața ar fi putut supraviețui în asteroizii apos timpurii și pe materiale similare importate pe Pământ de praf, comete și meteoriți și că astfel de materiale de asteroizi pot fi folosite ca sol pentru viitoarele colonii spațiale. [89] [90]

La cea mai mare scară, cosmoecologia se referă la viața în univers de-a lungul timpurilor cosmologice. Principalele surse de energie pot fi stelele gigantice roșii și stelele pitice albe și roșii, care susțin viața timp de 10-20 de ani. [89] [91] Astroecologii sugerează că modelele lor matematice pot cuantifica cantitățile potențiale de viață viitoare în spațiu, permițând o expansiune comparabilă a biodiversității, ceea ce poate duce la diverse forme de viață inteligente. [92]

Astrogeologie Edit

Astrogeologia este o disciplină de știință planetară care se ocupă de geologia corpurilor cerești, cum ar fi planetele și lunile lor, asteroizii, cometele și meteoriții. Informațiile adunate de această disciplină permit măsurarea potențialului unei planete sau al unui satelit natural de a dezvolta și susține viața, sau a locuinței planetare.

O disciplină suplimentară a astrogeologiei este geochimia, care implică studiul compoziției chimice a Pământului și a altor planete, procesele și reacțiile chimice care guvernează compoziția rocilor și a solurilor, ciclurile materiei și energiei și interacțiunea lor cu hidrosfera și atmosfera. a planetei. Specializările includ cosmochimia, biochimia și geochimia organică.

Înregistrările fosile oferă cele mai vechi dovezi cunoscute pentru viața pe Pământ. [93] Prin examinarea dovezilor fosile, paleontologii sunt capabili să înțeleagă mai bine tipurile de organisme care au apărut pe Pământul timpuriu. Unele regiuni de pe Pământ, cum ar fi Pilbara din Australia de Vest și văile uscate McMurdo din Antarctica, sunt, de asemenea, considerate a fi analoge geologice cu regiunile lui Marte și, ca atare, ar putea oferi indicii despre cum să căutați viața trecută pe Marte.

Diferitele grupe funcționale organice, compuse din hidrogen, oxigen, azot, fosfor, sulf și o serie de metale, cum ar fi fierul, magneziul și zincul, oferă enorma diversitate de reacții chimice catalizate în mod necesar de un organism viu. Siliciul, în schimb, interacționează cu doar câțiva alți atomi, iar moleculele mari de siliciu sunt monotone în comparație cu universul combinatoriu al macromoleculelor organice. [62] [94] Într-adevăr, pare probabil că elementele de bază ale vieții oriunde vor fi similare cu cele de pe Pământ, în general, dacă nu în detaliu. [94] Deși se așteaptă ca viața terestră și viața care ar putea apărea independent de Pământ să folosească multe blocuri de construcție similare, dacă nu identice, se așteaptă și ele să aibă unele calități biochimice care sunt unice. Dacă viața a avut un impact comparabil în altă parte a Sistemului Solar, abundența relativă de substanțe chimice cheie pentru supraviețuirea ei – oricare ar fi acestea – ar putea să-i trădeze prezența. Oricare ar fi viața extraterestră, tendința ei de a-și modifica chimic mediul ar putea să o dea departe. [95]

Oamenii au speculat mult timp despre posibilitatea vieții în alte locuri decât Pământul, cu toate acestea, speculațiile cu privire la natura vieții în alte locuri au acordat adesea puțină atenție constrângerilor impuse de natura biochimiei. [94] Probabilitatea ca viața în întregul univers să fie probabil bazată pe carbon este sugerată de faptul că carbonul este unul dintre cele mai abundente dintre elementele superioare. Se știe că doar doi dintre atomii naturali, carbon și siliciu, servesc drept coloana vertebrală a unor molecule suficient de mari pentru a transporta informații biologice. Ca bază structurală a vieții, una dintre caracteristicile importante ale carbonului este că, spre deosebire de siliciu, se poate implica cu ușurință în formarea de legături chimice cu mulți alți atomi, permițând astfel versatilitatea chimică necesară pentru a conduce reacțiile de metabolism și propagare biologică.

Discuția despre locul în care ar putea apărea viața în Sistemul Solar a fost limitată istoric de înțelegerea faptului că viața se bazează în cele din urmă pe lumina și căldura de la Soare și, prin urmare, este limitată la suprafețele planetelor.[94] Cei mai probabili patru candidați pentru viață în Sistemul Solar sunt planeta Marte, luna joviană Europa și lunile lui Saturn Titan [96] [97] [98] [99] [100] și Enceladus. [80] [101]

Marte, Enceladus și Europa sunt considerați candidați probabili în căutarea vieții, în primul rând pentru că pot avea apă lichidă subterană, o moleculă esențială pentru viață așa cum o știm noi pentru utilizarea sa ca solvent în celule. [39] Apa de pe Marte se găsește înghețată în calotele sale polare, iar rigole nou sculptate observate recent pe Marte sugerează că apa lichidă poate exista, cel puțin tranzitoriu, pe suprafața planetei. [102] [103] La temperaturile scăzute ale marției și presiunea scăzută, apa lichidă este probabil să fie foarte salină. [104] În ceea ce privește Europa și Enceladus, sub crustele exterioare înghețate ale acestor luni există mari oceane globale de apă lichidă. [75] [96] [97] Această apă poate fi încălzită până la o stare lichidă de orificiile vulcanice de pe fundul oceanului, dar sursa principală de căldură este probabil încălzirea mareelor. [105] La 11 decembrie 2013, NASA a raportat detectarea de „minerale asemănătoare argilei” (în special, filosilicați), adesea asociate cu materiale organice, pe crusta înghețată a Europei. [106] Prezența mineralelor ar fi putut fi rezultatul unei coliziuni cu un asteroid sau cu o cometă, conform oamenilor de știință. [106] În plus, la 27 iunie 2018, astronomii au raportat detectarea unor substanțe organice macromoleculare complexe pe Enceladus [107] și, conform oamenilor de știință de la NASA în mai 2011, „devine cel mai locuibil loc dincolo de Pământ în Sistemul Solar pentru viață, deoarece noi stim asta". [80] [101]

Un alt corp planetar care ar putea susține viața extraterestră este cea mai mare lună a lui Saturn, Titan. [100] Titan a fost descris ca având condiții similare cu cele ale Pământului timpuriu. [108] La suprafața sa, oamenii de știință au descoperit primele lacuri lichide în afara Pământului, dar aceste lacuri par să fie compuse din etan și/sau metan, nu din apă. [109] Unii oameni de știință cred că este posibil ca aceste hidrocarburi lichide să ia locul apei în celulele vii diferite de cele de pe Pământ. [110] [111] După ce au fost studiate datele Cassini, sa raportat în martie 2008 că Titan ar putea avea și un ocean subteran compus din apă lichidă și amoniac. [112]

Fosfina a fost detectată în atmosfera planetei Venus. Nu există procese abiotice cunoscute pe planetă care ar putea cauza prezența acesteia. [113] Având în vedere că Venus are cea mai caldă temperatură la suprafață a oricărei planete din sistemul solar, viața venusiană, dacă există, este cel mai probabil limitată la microorganisme extremefile care plutesc în atmosfera superioară a planetei, unde condițiile sunt aproape asemănătoare Pământului. [114]

Măsurarea raportului dintre nivelurile de hidrogen și metan de pe Marte poate ajuta la determinarea probabilității de viață pe Marte. [115] [116] Potrivit oamenilor de știință, „. scăzut H2/CH4 rapoarte (mai puțin de aproximativ 40) indică faptul că viața este probabil prezentă și activă.” [115] Alți oameni de știință au raportat recent metode de detectare a hidrogenului și metanului în atmosfere extraterestre. [117] [118]

Compuși organici complecși ai vieții, inclusiv uracil, citozină și timină, au fost formați într-un laborator în condițiile spațiului cosmic, folosind substanțe chimice inițiale, cum ar fi pirimidina, găsite în meteoriți. Pirimidina, ca și hidrocarburile aromatice policiclice (PAH), este cea mai bogată substanță chimică în carbon găsită în univers. [119]

Ipoteza Pământului Rar postulează că formele de viață multicelulare găsite pe Pământ ar putea fi de fapt mai mult o raritate decât presupun oamenii de știință. Oferă un posibil răspuns la paradoxul Fermi care sugerează: „Dacă extratereștrii sunt obișnuiți, de ce nu sunt ei evidenti?” Se pare că este în opoziție cu principiul mediocrității, asumat de celebrii astronomi Frank Drake, Carl Sagan și alții. Principiul mediocrității sugerează că viața pe Pământ nu este excepțională și este mai mult decât probabil să fie găsită pe nenumărate alte lumi.

Căutarea sistematică a vieții posibile în afara Pământului este un efort științific multidisciplinar valid. [120] Cu toate acestea, ipotezele și previziunile cu privire la existența și originea sa variază foarte mult, iar în prezent, dezvoltarea ipotezelor bazate ferm pe știință poate fi considerată cea mai concretă aplicație practică a astrobiologiei. S-a propus că virușii pot fi întâlniți pe alte planete purtătoare de viață [121] [122] și pot fi prezenți chiar dacă nu există celule biologice. [123]

Rezultatele cercetării Edit

Începând cu 2019 [actualizare], nu a fost identificată nicio dovadă de viață extraterestră. [126] Examinarea meteoritului Allan Hills 84001, care a fost recuperat în Antarctica în 1984 și provine de pe Marte, este considerat de David McKay, precum și de câțiva alți oameni de știință, că conține microfosile de origine extraterestră, această interpretare este controversată. [127] [128] [129]

Yamato 000593, al doilea cel mai mare meteorit de pe Marte, a fost găsit pe Pământ în anul 2000. La nivel microscopic, în meteorit se găsesc sfere care sunt bogate în carbon în comparație cu zonele înconjurătoare cărora le lipsesc astfel de sfere. Sferele bogate în carbon s-ar fi putut forma prin activitate biotică, potrivit unor oameni de știință de la NASA. [130] [131] [132]

La 5 martie 2011, Richard B. Hoover, un om de știință de la Centrul de Zbor Spațial Marshall, a speculat cu privire la găsirea unor presupuse microfosile similare cu cianobacteriile în meteoriții carbonați CI1 din margine. Jurnalul de Cosmologie, o poveste raportată pe scară largă de mass-media mainstream. [133] [134] Cu toate acestea, NASA sa distanțat oficial de afirmația lui Hoover. [135] Potrivit astrofizicianului american Neil deGrasse Tyson: „În momentul de față, viața de pe Pământ este singura viață cunoscută din univers, dar există argumente convingătoare care sugerează că nu suntem singuri”. [136]

Medii extreme de pe Pământ

Pe 17 martie 2013, cercetătorii au raportat că formele de viață microbiene prosperă în șanțul Marianelor, cel mai adânc loc de pe Pământ. [137] [138] Alți cercetători au raportat că microbii se dezvoltă în roci până la 1.900 de picioare (580 m) sub fundul mării, sub 8.500 de picioare (2.600 m) de ocean în largul coastei nord-vestului Statelor Unite. [137] [139] Potrivit unuia dintre cercetători, „Puteți găsi microbi peste tot – sunt extrem de adaptabili la condiții și supraviețuiesc oriunde s-ar afla”. [137] S-au găsit dovezi de perclorați în întreg sistemul solar și în special pe Marte. Dr. Kennda Lynch a descoperit primul caz cunoscut de microbi reducători de perclorați și perclorați într-un paleolac din Pilot Valley, Utah. [140] [141] Aceste descoperiri extind capacitatea potențială de locuință a anumitor nișe ale altor planete.

În 2004, semnătura spectrală a metanului (CH
4 ) a fost detectat în atmosfera marțiană atât de telescoape de pe Pământ, cât și de către Mars Express orbitator. Din cauza radiației solare și a radiației cosmice, metanul va dispărea din atmosfera marțiană în decurs de câțiva ani, așa că gazul trebuie completat în mod activ pentru a menține concentrația actuală. [142] [143] La 7 iunie 2018, NASA a anunțat o variație sezonieră ciclică a metanului atmosferic, care poate fi produs din surse geologice sau biologice. [144] [145] [146] European ExoMars Trace Gas Orbiter măsoară și cartografiază în prezent metanul atmosferic.

Este posibil ca unele exoplanete să aibă luni cu suprafețe solide sau oceane lichide care sunt primitoare. Cele mai multe dintre planetele descoperite până acum în afara Sistemului Solar sunt giganți cu gaz fierbinte despre care se crede că sunt inospitalieri vieții, așa că nu se știe încă dacă Sistemul Solar, cu o planetă interioară caldă, stâncoasă și bogată în metale, cum ar fi Pământul, este o compoziție aberantă. Metodele de detectare îmbunătățite și timpul de observare crescut vor descoperi, fără îndoială, mai multe sisteme planetare și, posibil, altele ca ale noastre. De exemplu, Misiunea Kepler a NASA încearcă să descopere planete de dimensiunea Pământului în jurul altor stele prin măsurarea modificărilor minuscule ale curbei luminii stelei pe măsură ce planeta trece între stea și navă spațială. Progresele în astronomia în infraroșu și în astronomia submilimetrică au dezvăluit constituenții altor sisteme stelare.

Eforturile de a răspunde la întrebări precum abundența planetelor potențial locuibile în zonele locuibile și precursorii chimici au avut mult succes. Numeroase planete extrasolare au fost detectate folosind metoda wobble și metoda tranzitului, arătând că planetele din jurul altor stele sunt mai numeroase decât se postula anterior. Prima planetă extrasolară de dimensiunea Pământului care a fost descoperită în zona locuibilă a stelei sale este Gliese 581 c. [147]

Extremofili Edit

Studierea extremofililor este utilă pentru înțelegerea posibilei origini a vieții pe Pământ, precum și pentru găsirea celor mai probabili candidați pentru viitoarea colonizare a altor planete. Scopul este de a detecta acele organisme care sunt capabile să supraviețuiască condițiilor de călătorie în spațiu și să mențină capacitatea de proliferare. Cei mai buni candidați sunt extremofilii, deoarece s-au adaptat pentru a supraviețui în diferite tipuri de condiții extreme pe pământ. Pe parcursul evoluției, extremofilii au dezvoltat diverse strategii pentru a supraviețui diferitelor condiții de stres ale diferitelor medii extreme. Aceste răspunsuri la stres le-ar putea permite, de asemenea, să supraviețuiască în condiții spațiale dure, deși evoluția pune, de asemenea, unele restricții asupra utilizării lor ca analogi cu viața extraterestră. [148]

Specia termofilă G. thermantarcticus este un bun exemplu de microorganism care ar putea supraviețui călătoriilor în spațiu. Este o bacterie din genul Bacillus care formează spori. Formarea sporilor îi permite să supraviețuiască în medii extreme, în timp ce poate reporni creșterea celulară. Este capabil să-și protejeze eficient integritatea ADN-ului, membranei și proteinelor în diferite condiții extreme (desicare, temperaturi de până la -196 °C, radiații UVC și C-ray. ). De asemenea, este capabil să repare daunele produse de mediul spațial.

Înțelegând modul în care organismele extremefile pot supraviețui mediilor extreme ale Pământului, putem înțelege, de asemenea, cum ar fi putut supraviețui microorganismele călătoriilor în spațiu și cum ar putea fi posibilă ipoteza panspermiei. [149]

Cercetările privind limitele de mediu ale vieții și funcționarea ecosistemelor extreme sunt în curs de desfășurare, permițând cercetătorilor să prezică mai bine ce medii planetare ar fi cel mai probabil să adăpostească viață. Misiuni precum cel Phoenix lander, Mars Science Laboratory, ExoMars, rover Mars 2020 pe Marte și Cassini Sonda către lunile lui Saturn urmărește să exploreze în continuare posibilitățile vieții pe alte planete din Sistemul Solar.

Cele două aterizare vikinge au efectuat fiecare patru tipuri de experimente biologice la suprafața lui Marte la sfârșitul anilor 1970. Aceștia au fost singurii aterizatori pe Marte care au efectuat experimente care caută în mod special metabolismul prin viața microbiană actuală pe Marte. Aterizatorii au folosit un braț robotic pentru a colecta mostre de sol în containere de testare sigilate de pe ambarcațiune. Cele două aterizare au fost identice, așa că aceleași teste au fost efectuate în două locuri de pe suprafața lui Marte, Viking 1, lângă ecuator, și Viking 2, mai la nord. [150] Rezultatul a fost neconcludent [151] și este încă contestat de unii oameni de știință. [152] [153] [154] [155]

Norman Horowitz a fost șeful secției de bioștiință Jet Propulsion Laboratory pentru misiunile Mariner și Viking din 1965 până în 1976. Horowitz a considerat că marea versatilitate a atomului de carbon îl face elementul cel mai susceptibil de a oferi soluții, chiar și soluții exotice, problemelor. de supraviețuire a vieții pe alte planete. [156] Cu toate acestea, el a considerat, de asemenea, că condițiile găsite pe Marte erau incompatibile cu viața pe bază de carbon.

Beagle 2 a fost un aterizare britanic nereușit pe Marte, care a făcut parte din misiunea Mars Express din 2003 a Agenției Spațiale Europene. Scopul său principal a fost să caute semne de viață pe Marte, trecute sau prezente. Deși a aterizat în siguranță, nu a putut să-și instaleze corect panourile solare și antena de telecomunicații. [157]

EXPOSE este o instalație multi-utilizator montată în 2008 în afara Stației Spațiale Internaționale dedicată astrobiologiei. [158] [159] EXPOSE a fost dezvoltat de Agenția Spațială Europeană (ESA) pentru zboruri spațiale pe termen lung care permit expunerea substanțelor chimice organice și a probelor biologice în spațiul cosmic pe orbita joasă a Pământului. [160]

Misiunea Mars Science Laboratory (MSL) a aterizat Curiozitate rover care funcționează în prezent pe Marte. [161] A fost lansat la 26 noiembrie 2011 și a aterizat pe craterul Gale pe 6 august 2012. [45] Obiectivele misiunii sunt de a ajuta la evaluarea locuinței lui Marte și, în acest sens, de a determina dacă Marte este sau a fost vreodată capabil să susțină viața, [162] colectează date pentru o viitoare misiune umană, studiază geologia marțiană, clima acesteia și evaluează în continuare rolul pe care apa, un ingredient esențial pentru viața așa cum o știm, l-a jucat în formarea mineralelor pe Marte.

The Tanpopo Misiunea este un experiment de astrobiologie orbitală care investighează potențialul transfer interplanetar al vieții, al compușilor organici și al posibilelor particule terestre pe orbita joasă a Pământului. Scopul este de a evalua ipoteza panspermiei și posibilitatea transportului interplanetar natural al vieții microbiene, precum și al compușilor organici prebiotici. Rezultatele misiunii timpurii arată dovezi că unele aglomerații de microorganisme pot supraviețui cel puțin un an în spațiu. [163] Acest lucru poate susține ideea că aglomerări mai mari de 0,5 milimetri de microorganisme ar putea fi o modalitate de răspândire a vieții de la o planetă la alta. [163]

ExoMars este o misiune robotică pe Marte pentru a căuta posibile biosemnături ale vieții marțiane, trecute sau prezente. Această misiune astrobiologică este în prezent în curs de dezvoltare de către Agenția Spațială Europeană (ESA) în parteneriat cu Agenția Spațială Federală Rusă (Roscosmos) și este planificată pentru o lansare în 2022. [164] [165] [166]

Marte 2020 și-a aterizat cu succes roverul Perseverance în craterul Jezero pe 18 februarie 2021. Acesta va investiga mediile de pe Marte relevante pentru astrobiologie, va investiga procesele și istoria geologică de suprafață, inclusiv evaluarea locuinței sale trecute și a potențialului de conservare a biosemnăturilor și biomoleculelor în materiale geologice accesibile. . [167] Echipa de definiții științifice propune rover-ul să colecteze și să împacheteze cel puțin 31 de mostre de miezuri de rocă și sol pentru o misiune ulterioară pe care să le aducă înapoi pentru analize mai definitive în laboratoarele de pe Pământ. Roverul ar putea face măsurători și demonstrații tehnologice pentru a ajuta proiectanții unei expediții umane să înțeleagă orice pericole prezentate de praful marțian și să demonstreze cum să colecteze dioxid de carbon (CO).2), care ar putea fi o resursă pentru producerea de oxigen molecular (O2) și combustibil pentru rachete. [168] [169]

Europa Clipper este o misiune planificată de NASA pentru o lansare în 2025, care va efectua recunoașterea detaliată a lunii Europa a lui Jupiter și va investiga dacă oceanul său intern ar putea adăposti condiții potrivite pentru viață. [170] [171] De asemenea, va ajuta la selectarea viitoarelor locuri de aterizare. [172] [173]

Concepte propuse Edit

Viața de spărgător de gheață este o misiune de aterizare care a propus pentru Programul Discovery al NASA pentru oportunitatea de lansare din 2021, [174] dar nu a fost selectată pentru dezvoltare. Ar fi avut un lander staționar care ar fi o copie aproape a succesului din 2008 Phoenix și ar fi transportat o sarcină utilă științifică de astrobiologie îmbunătățită, inclusiv un carotaj de 1 metru lungime pentru a eșantiona pământul cimentat cu gheață din câmpiile nordice pentru a efectua o căutare de molecule organice și dovezi ale vieții actuale sau trecute pe Marte. [175] [176] Unul dintre obiectivele cheie ale Viața de spărgător de gheață Misiunea este de a testa ipoteza conform căreia pământul bogat în gheață din regiunile polare are concentrații semnificative de substanțe organice datorită protecției de către gheață de oxidanți și radiații.

Călătorie la Enceladus și Titan

Călătorie la Enceladus și Titan (AVION) este un concept de misiune de astrobiologie pentru a evalua potențialul de locuință al lunilor Saturn, Enceladus și Titan, prin intermediul unui orbiter. [177] [178] [179]

Enceladus Life Finder

Enceladus Life Finder (ELF) este un concept de misiune astrobiologică propus pentru o sondă spațială menită să evalueze locuibilitatea oceanului acvatic intern al lui Enceladus, a șasea lună ca mărime a lui Saturn. [180] [181]

Investigarea vieții pentru Enceladus

Investigarea vieții pentru Enceladus (VIAŢĂ) este un concept de misiune de returnare a probei de astrobiologie propus. Nava spațială ar intra pe orbita lui Saturn și ar permite mai multe survoare prin penele de gheață ale lui Enceladus pentru a colecta particulele și substanțele volatile de gheață și le-a returnat pe Pământ pe o capsulă. Nava spațială poate preleva penele lui Enceladus, inelul E al lui Saturn și atmosfera superioară a lui Titan. [182] [183] ​​[184]

Oceanus este un orbiter propus în 2017 pentru misiunea nr. 4 New Frontiers. Acesta ar călători pe luna lui Saturn, Titan, pentru a-i evalua locuibilitatea. [185] Oceanus Obiectivele sunt să dezvăluie chimia organică, geologia, gravitația, topografia lui Titan, să colecteze date de recunoaștere 3D, să catalogeze substanțele organice și să determine unde pot interacționa cu apa lichidă. [186]

Explorator al lui Enceladus și al Titanului

Explorator al lui Enceladus și al Titanului (E 2 T) este un concept de misiune de orbitare care ar investiga evoluția și locuibilitatea sateliților saturnieni Enceladus și Titan. Conceptul misiunii a fost propus în 2017 de Agenția Spațială Europeană. [187]


Alte opt lumi din sistemul nostru solar ar putea avea viață dincolo de Pământ

Redarea unui artist a unei exoplanete potențial locuibile care orbitează o stea asemănătoare soarelui. Dar am putea . [+] nu trebuie să găsim o altă lume asemănătoare Pământului pentru a găsi viață, propriul nostru sistem solar poate avea toate ingredientele de care avem nevoie.

În tot Universul cunoscut, din câte l-am examinat, doar planeta noastră natală, Pământul, conține semne confirmate de viață. Dar ingredientele brute necesare vieții apar peste tot, de la interioarele asteroizilor la norii de gaz interstelari la nebuloasele protoplanetare și la rămășițele explodate de supernove. Combinațiile chimice asociate cu elementele de bază ale vieții și chiar moleculele organice complexe se găsesc literalmente oriunde ne uităm în spațiu. Dar s-ar putea să nu trebuie să ne aventurăm atât de departe pentru a întâlni viața, deoarece opt lumi dincolo de Pământ oferă toate posibilități unice pentru prezența activității organice, biologice.

Semnături ale moleculelor organice, dătătoare de viață, se găsesc peste tot în cosmos, inclusiv în . [+] cea mai mare regiune de formare a stelelor din apropiere: Nebuloasa Orion.

ESA, HEXOS și consorțiul HIFI E. Bergin

Este adevărat că aici există o mare prăpastie între „moleculele organice” și ceea ce considerăm astăzi a fi un organism viu.Deși există o mulțime uriașă de posibilități interesante pentru ceea ce este acolo, până acum nu am găsit nimic altceva pe o altă lume pe care să o considerăm „viu” și nici nu am găsit rămășițe ale vieții anterioare pe vreo lume. Dar Sistemul Solar este un loc minunat pentru a începe, pentru că este atât de aproape și accesibil! Deși nimic nu este sigur, avem o serie de posibilități interesante pentru unde ar putea fi găsite primele semne de viață dincolo de Pământ. În ordinea dintre ceea ce considerăm cel mai probabil până la cel mai puțin probabil, iată primele opt!

Europa, una dintre cele mai mari luni ale sistemului solar, orbitează în jurul lui Jupiter. Sub suprafața sa înghețată, înghețată, o . [+] apa lichidă a oceanului este încălzită de forțele mareelor ​​de la Jupiter.

NASA, JPL-Caltech, Institutul SETI, Cynthia Phillips, Marty Valenti

1.) Europa. Al doilea dintre cele patru luni mari a lui Jupiter, Europa ar putea părea la început că este prea departe de Soare pentru a fi un bun candidat pentru viață. Dar Europa are două lucruri speciale: o tonă de apă - mai multă apă decât este prezentă pe tot Pământul - și o oarecare încălzire internă datorată forțelor de maree ale lui Jupiter. Sub o suprafață de gheață, Europa are un ocean enorm de apă lichidă, iar încălzirea interiorului său datorită gravitației lui Jupiter poate crea o situație foarte analogă cu gurile hidrotermale dătătoare de viață de pe fundul oceanului Pământului. Nu este probabil să fie viață așa cum vedem noi pe suprafața Pământului, dar viața care poate supraviețui, se reproduce și evolua este viață în orice fel o tăiați.

Una dintre cele mai intrigante -- și mai puțin consumatoare de resurse -- idei pentru căutarea vieții în . [+] Oceanul lui Enceladus trebuie să zboare cu o sondă prin erupția asemănătoare gheizerului, colectând mostre și analizându-le pentru a identifica substanțele organice.

NASA / Misiunea Cassini-Huygens / Subsistemul Imaging Science

2.) Enceladus. Luna înghețată a lui Saturn este mai mică și are mult mai puțină apă decât Europa, dar își anunță oceanul lichid (sub o suprafață de gheață solidă) în mod unic: prin aruncarea în spațiu de 300 de mile penuri de apă! Aceste gheizere ne spun cu siguranță că există apă lichidă și, în tandem cu celelalte elemente și molecule necesare vieții, cum ar fi metanul, amoniacul și dioxidul de carbon, ar putea exista și viață sub oceanele acestei lumi. Europa are mai multă căldură, mai multă apă și, prin urmare, credem noi, o șansă mai mare, dar nu luați în considerare Enceladus, deoarece are o suprafață de gheață mai subțire și erupe mult mai spectaculos, ceea ce înseamnă că am putea găsi viață cu o misiune în orbită, mai degrabă. decât a trebui să forezi sub suprafață!

Curgerea unei albie uscate este o semnătură inconfundabilă a unui trecut bogat în apă pe Marte.

3.) Marte. Planeta roșie era odată în mod clar foarte, foarte asemănătoare Pământului. Poate că în primele miliarde de ani ai Sistemului Solar, apa a curs liber pe suprafața marțiană, sculptând râuri, acumulându-se în lacuri și oceane și lăsând dovezi rămășițe care ne arată, astăzi, unde erau amplasate cândva. Caracteristicile asociate cu un trecut apos, cum ar fi sferulele de hematit (deseori asociate cu viața de pe Pământ), sunt comune. În plus, rover-ul Curiosity a găsit o sursă activă, subterană și variabilă de metan, o posibilă semnătură a vieții de astăzi. Și acum că știm că apa lichidă apare pe suprafața marțiană, deși într-un mediu foarte sărat, ușa este cu siguranță deschisă. Există viață? A existat viață la un moment dat, dar nu mai? Marte rămâne o posibilitate tentantă.

S-a descoperit că suprafața Titanului, sub nori, conține lacuri, râuri și cascade de metan. . [+] Ar putea fi și casa unui tip de viață?

ESA, NASA, JPL, Universitatea din Arizona panorama de Rene Pascal

4.) Titan. Enceladus ar putea oferi cea mai mare posibilitate de viață asemănătoare Pământului în sistemul Saturnian, dar poate că viața ia o formă diferită de biologia pe bază de apă de aici pe Pământ? Cu o atmosferă mai groasă decât propria noastră planetă, s-a descoperit că a doua lună ca mărime din Sistemul nostru Solar, Titan, are metan lichid pe suprafața sa: oceane, râuri și chiar cascade! Ar putea viața să folosească metanul pe altă lume în același mod în care folosește apa pe Pământ? Dacă răspunsul este da, ar putea exista organisme vii pe Titan astăzi.

Suprafața lui Venus, de la singura navă spațială care a aterizat vreodată cu succes și a transmis date de pe aceasta. [+] lume.

5.) Venus. Venus este iadul, la propriu. La o temperatură constantă a suprafeței de aproximativ 900 de grade Fahrenheit, niciun aterizare creat de om nu a supraviețuit vreodată mai mult de câteva ore în timp ce a aterizat pe planeta noastră vecină cea mai apropiată. Dar motivul pentru care Venus este atât de fierbinte este din cauza atmosferei sale groase, bogate în dioxid de carbon, încărcată cu nori de acid sulfuric care captează căldura. Acest lucru face ca suprafața lui Venus să fie complet inospitalieră, dar suprafața nu este singurul loc pentru a căuta viața. De fapt, speculațiile sunt răspândite că poate ceva interesant se întâmplă la aproximativ 60 de mile în sus! Deasupra vârfurilor norilor lui Venus, mediul este surprinzător de asemănător Pământului: temperaturi, presiuni similare și material mai puțin corosiv. Este de imaginat că, având propria sa istorie chimică unică, acel mediu este plin de viață pe bază de carbon pe bază de aer, ceva ce o misiune în atmosfera superioară a lui Venus ar putea adulmeca cu ușurință.

Sonda spațială Voyager 2 a făcut această fotografie color a lunii Triton a lui Neptun pe 24 august 1989, la o distanță de . [+] de 330.000 de mile. Imaginea a fost realizată din poze făcute prin filtrele verde, violet și ultraviolet.

6.) Triton. S-ar putea să nu fi auzit prea mult despre cea mai mare lună a lui Neptun, dar este remarcabilă și unică printre toate lumile sistemului solar. Are vulcani „fumători negri”, se rotește și se rotește în sens greșit și provine din centura Kuiper. Mai mare și mai masivă decât Pluto și Eris, a fost cândva regele tuturor obiectelor din centura Kuiper, iar acum, pe orbită în jurul ultimei planete a Sistemului nostru Solar, recunoaștem că este acoperită cu multe materiale dătătoare de viață, inclusiv azot, oxigen, apă înghețată și gheață cu metan. Ar putea exista o formă de viață primitivă la aceste interfețe energetice? Cu siguranță merită o privire!

Această hartă globală arată suprafața Ceresului în culori îmbunătățite, cuprinzând lungimi de undă infraroșii. [+] dincolo de raza vizuală umană.

7.) Ceres. Ar putea suna nebunesc să te gândești la posibilitatea ca viață să existe pe un asteroid. Cu toate acestea, când asteroizii cad pe Pământ, găsim nu doar cei 20 de aminoacizi esențiali vieții, ci și alți aproape 100: elementele de bază sunt toate acolo! Ar putea cel mai mare asteroid dintre toți, cel cu acele „pete albe” bizare, de sare de pe fundul celor mai strălucitoare cratere, să găzduiască într-adevăr o formă de viață? Deși răspunsul este „probabil că nu”, este de imaginat că de fapt au fost ciocniri cu asteroizi și obiecte din centura Kuiper care au adus fie ingredientele brute pentru viață, fie viața primitivă preexistentă pe Pământ. Ceea ce noi considerăm, astăzi, a fi biologie activă, ar fi putut începe înainte ca Pământul să se formeze vreodată. Dacă da, semnăturile ar putea fi încorporate într-o lume precum Ceres, care este cel mai bun candidat pentru viață în centura de asteroizi. Trebuie doar să căutăm să aflăm. Și, în sfârșit.

Atmosfera lui Pluto, așa cum a fost imaginea New Horizons când a zburat în umbra eclipsei lumii îndepărtate.

NASA / JHUAPL / New Horizons / LORRI

8.) Pluto. Cine s-ar fi așteptat ca lumea cea mai îndepărtată a istoriei – la o temperatură de doar 100 de grade Fahrenheit peste zero absolut – să fie candidată pentru viață? Și totuși, Pluto are o atmosferă, are caracteristici de suprafață remarcabile și schimbătoare, are aceleași gheață pe care le are Triton și obiecte la fel ca acesta ar putea fi responsabile pentru aducerea pe planeta noastră a mult din ceea ce arată ca atmosfera și oceanele Pământului. Ar fi putut aduce și viață? New Horizons ne va oferi indicii, dar pentru a afla cu certitudine, vom avea nevoie de o misiune de aterizare.

Mozaicul „vacă sfântă” al misiunii Mars Phoenix, cu gheață de apă dezvăluită clar vizibilă. [+] sub picioarele landerului. Pentru a afla cât mai mult posibil despre prezența sau absența vieții pe o lume, trebuie neapărat să aterizezi și să cauți, în mod explicit, semnăturile sigure.

NASA / JPL / Universitatea din Arizona / Institutul Max Planck / Zbor spațial / Marco Di Lorenzo, Kenneth Kremer / Phoenix Lander

Ne gândim întotdeauna la noi înșine ca fiind singuri atât în ​​sistemul solar, cât și în universul mare și, totuși, aceasta poate fi mai mult o funcție a căutăm lucruri exact ca noi decât a faptului că suntem de fapt singuri. Dacă mergem și investigăm, s-ar putea să nu găsim doar viață în locuri neașteptate, considerate a fi inospitaliere, ci s-ar putea să ajungem să găsim o viață care seamănă foarte puțin cu viața pe care o înțelegem în prezent. Logica noastră, intuiția și bănuielile noastre ne pot duce doar atât de departe. Dacă vrem să știm, trebuie să mergem să ne uităm. De fiecare dată când am făcut exact asta, Universul a avut un mod minunat de a ne surprinde.


Priveste filmarea: PLANO DA NASA PARA TRANSFORMAR MARTE EM UM PLANETA HABTÁVEL (August 2022).