VRH

VRH

VRH

VRH

VRH

VRH

VRH

VRH

VRH

 Gde je nastao �ivot?
 Mogućnost postojanja �ivota na Marsu
 Europa
 Venera i Titan
 Istra�ivačke misije

Jo� u ranoj pro�losti, ljudska bića su promi�ljala �ivot kao �iroko raspostranjen u onome �to su tada smatrali Univerzumom. Tek nedavno, nauka je taj stav preispitala i, u određenoj meri, i preobratila. Nedavna otkrića planeta oko drugih zvezda, kao i mogući fosilni ostaci u meteoritu sa Marsa samo su neki od događaja kojima je bila posvećena velika medijska (kao i svaka druga) pa�nja. Za razliku od osamdesetih godina, kada je jedini autentični izvor informacija o drugim delovima na�eg planetarnog sistema predstavljao Voyager, danas, kad imamo Mars Global Surveyor, NICMOS, HST, Cassini ili Galileo, ne treba da čudi sveop�ta anticipacija koja je upravljena ka otkriću �ivota negde izvan Zemlje (bili to zagonetni crni monoliti na Jupiteru, inteligentni kitovi na Europi ili ne�to sasvim treće).

Da bismo tragali za �ivotom u Sunčevom sistemu, treba da pođemo od kuće. Po�to je Zemlja (jo� uvek) na� jedini primer koji nam mo�e pru�iti informacije o nastanku �ivota, moramo ga se grčevito dr�ati. Geolo�ki podaci nam kazuju da je �ivot nastao ubrzo po�to su se uop�te stekli oslovi za njegov nastanak - tek po�to su protoplanete prestale da bombarduju Zemlju pri kraju njenog formiranja. Poslednji u nizu ovakvih sudara dogodili su se između 4.4 i 4.0 milijardi godina unazad. Fosili mikroskopskih ćelija i ugljenikov izotop (o kome mnogi nemaju puno lepih reči) sugeri�u da je �ivot procvetao nekih 3.5 milijardi godina unazad, a da je mo�da postojao i pre 3.85 milijardi godina.

Po�to su se uslovi za postojanje �ivota ispunili, ne vi�e od milijardu (i mo�da čak 100-200 miliona) godina je pro�lo pre nego �to se on i učvrstio na Zemlji. Tačna hemija ovog brzog nastanka i razvoja u geolo�ki aktivnoj sredini je vrlo kontroverzna i, za sada, nepoznata, tako da se o tačnoj genezi mo�e samo spekulisati. Treba ipak napomenuti da, koliko god se dobro obja�njenje nastanka �ivota na Zemlji bude prona�lo, sam proces će ostati krajnje izuzetan (pomislite samo na verovatnoću da se određeni broj aminokiselina pronađe i potom udru�i, gradeći pritom stabilan protein!).

Ipak, izvesno je da �ivot u razvoju treba tra�iti u sredini koja je hemijski i fizički aktivna kao ona na Zemlji pre vi�e milijardi godina.

Op�te prihvaćena mudrost tokom proteklih 40 godina (koja je započela radovima Oparina i ostalih) bila je da su se prebiolo�ki organski molekuli oformili u atmosferi pod uticajem električnih pra�njenja koja su obezbeđivala dovoljnu energiju za hemijske reakcije. Neke moderne teorije nude i druge alternative: kako se voda kreće kroz podvodne vulkanske sisteme, zagreva se do 400 stepeni Celzijusa i pri povratku u okean poma�e sintezu organskih molekula, a takođe i njihovu reorganizaciju u slo�enije strukture.

Gde je nastao �ivot?

Značaj "hidrotermalnih" sistema u istoriji �ivota vidi se i u evolutivnom stablu, sačinjenom od razlika u nizovima nukleotidnih parova u molekulima RNK (ribonukleinske kiseline), koji prenose genetsku informaciju. Organizmi koji su po ovom stablu "bliski" osnovnom praorganizmu imaju sličnu strukturu RNK. Dana�nji najbli�i preci su takozvani hipertermofili, koji �ive u vrućoj vodi i do 115 stepeni Celzijusa. Ova veza ukazuje na to da je zemaljski �ivot pro�ao kroz hidrotermalnu fazu u nekoj davnoj pro�losti ili da je ba� tako i nastao.

Sada mo�emo sačiniti i neke preliminarne pretpostavke o kriterijumima koji se na prvi pogled čine neophodnim za postojanje �ivota izvan Zemlje. Uzećemo da je tečna voda, kao medijum kroz koji primitivni organizmi dobijaju hranu i odbacuju �tetne materije, potreban uslov, iako druge tečnosti, poput metana ili amonijaka mogu da poslu�e istoj svrsi (voda je statistički verovatnija, a i hemijski pogodnija za odvijanje mnogih reakcija).

Osim vode, za izgradnju �ivog sistema neophodni su i biogeni elementi, koje na Zemlji čine, recimo, ugljenik, vodonik, kiseonik, azot, sumpor ili fosfor. Iako ne postoji nikakvo razumno obja�njenje za�to bi �ivot u drugim uslovima morao biti zasnovan na bas ovim elementima, ipak je za očekivati da veći deo njih bude zastupljen (�ivot na Zemlji obilato koristi ugljenik, za razliku od silicijuma, pre svega zbog stvaranja hemijskih veza, a ne rasprostranjenosti; osim toga, ugljenik već postoji i u obliku ugljen-dioksida u obliku gasa ili rastvorenog u vodi, dok silicijum dioksida nema u izobilju ni u jednom ni u drugom obliku i mnogo je manje pristupačan).

Izvor energije je sledeći va�an faktor koji mora da obezbedi uslove za odvijanje odgovarajućih hemijskih reakcija i, �to je takođe va�no, u samom početku podstakne njihovo odvijanje. Na Zemlji, većina �ivotne energije potiče od Sunca, pretočena kroz fotosintezu, mada je u slučaju protoorganizama verovatno bila dovoljna i samo energija koja se oslobađala u hemijskim procesima. Uz to ne treba zaboraviti ni druge vidove energije, poput geohemijske ili hidrotermalne.

Mogućnosti postojanja �ivota na Marsu

Poučeni primerom Zemlje, uočimo dve planete Sunčevog sistema koje pru�aju dobre dokaze za postojanje �ivota u nekom trenutku njihove istorije - Mars i Europa (ovde ćemo posmatrati Europu, inače Jupiterov mesec, kao planetarno telo).

Mars danas nije preterano gostoljubiv. Srednje dnevne temperature retko prelaze 220 Kelvina, nekih 53 Kelvina ispod tačke prelaza voda-led. Uprkos ovome, ima dosta dokaza da je voda ( u tečnom obliku) svojevremeno postojala na povr�ini Marsa, kao i da je vrlo verovatno prisutna i danas, mada ne�to dublje u kori.

Na povr�ini Marsa ima tragova koji bi mogli da potiču od tekuće vode, iako nju danas nismo u stanju da vidimo. Osim toga, brojni krateri prečnika većih od 15 km prilično su erodirali, a oni manji su potpuno i nestali, �to se najjednostavnije obja�njava postojanjem vode.

Istorija atmosfere Marsa, s druge strane, je prilično opskurna, iako se smatra da je bila gu�ća u ranoj fazi Sunčevog sistema, dakle pre 3.4 do 4.0 milijardi godina. Kao posledica toga, javio bi se jak efekat staklene ba�te koji bi, za uzvrat, zagrejao planetu dovoljno da bi voda mogla da se odr�i u tečnom obliku. Evidentno je da je, najverovatnije periodično, dolazilo i do katastrofičnih poplava. Ovo je glavni razlog za verovanje u postojanje tečne vode dublje ispod povr�ine, gde geotermalni izvori mogu da odr�e temperaturu od 273 Kelvina. Osim toga, tokom istorije je postojalo dosta različitih izvora energije na Marsu (vulkanizam, sudari). Biogeni elementi tamo takođe postoje u znatnim količinama, �to upotpunjuje potrebe za nastanak �ivota. Trenutna razpolo�iva energija na Marsu dovoljna je da (p)odrzi �ivot i njegovo obnavljanje. Da li je u jednom tretnuku do�lo do razvoja fotosinteze i omogućilo �ivim bićima da se pro�ire i na druge ekolo�ke ni�e, ostaje, za sada, otvoreno pitanje. Podaci sa Vikinga tokom `70-ih nisu otkrili nikakav �iroko rasprostranjeni �ivot na Marsu. Ipak, moguće je da danas "mali zeleni" postoje u nekakvim klasterima, grupisani oko, recimo, ispodpovr�inskih sistema koje zagrevaju vulkani.

Europa

Europa, s druge strane, otvara malo drugačije mogućnosti za nastanak �ivota. Na prvi pogled, ona se ne čini preterano pogodnom u tu svrhu. Najveći od Jupiterovih satelita, Europa je ne�to manja od na�eg Meseca, a prekrivena je gotovo čistim ledom. Ipak, unutra�njost Europe je verovatno toplija, usled radioaktivnog raspada i plimskih sila, odnosno zagrevanja, �to bi moglo da obezbedi temperature iznad 0� Celzijusa na relativno malim dubinama. Drugim rečima, moguće je da postoji kompletan okean ispod ovog ledenog omotača, na dubini od 150 do 300 kilometara, �to je donekle potvrdila sonda Galileo, sa čijih se snimaka mo�e videti povr�ina izbrazdana dugim pukotinama, pri čemu "sve�" led konstantno polira povr�inu Europe. Ako na Europi uop�te ima tečne vode, onda ona najverovatnije postoji u pojasu između spoljnjeg ledenog omotača i unutra�njeg kamenog jezgra koje verovatno ispoljava vulkansku aktivnost, sličnu onoj koja je nekad postojala na Mesecu (do unazad 3 milijarde godina). Dakle, svi neophodni uslovi za nastanak �ivota postoje na Europi, iako u manjim količinama nego na Marsu (posebno hemijski izvori energije). Iako je Galileo prona�ao tragove organskih molekula na Jupiterovim satelitima, Kalistu i Ganimedu, oni ne raspola�u sa dovoljno energije potrebne da bi se �ivot na njima i učvrstio. Samo Io, od svih Galilejevih satelita Jupitera, odlikuje se burnom vulkanskom aktivno�ću.

Venera i Titan

Poznato je da, ako bi Zemlja kru�ila oko Sunca na udaljenosti Venere, bi vrlo brzo postala pretopla. Ovo bi prouzrokovalo da velike količine vode isparavaju u atmosferu i uvećavaju tzv. efekat staklene ba�te, od koga se strahuje i ovde na Zemlji. Ipak, smatra se da Venera nije oduvek bila ovoliko negostoljubiva koliko je danas. Pre 4 milijarde godina, Sunce je emitovalo oko 30% energije manje nego danas, �to bi značilo da su temperature na Veneri tada bile samo oko 100 stepeni Celzijusa manje nego danas na Zemlji. �ivot bi sasvim udobno mogao da opstane na ovim temperaturama, poput mnogih bakterija koje �ive na Zemlji, u grotlima vulkana i termalnih izvora. Kako se Sunce postepeno zagrevalo, i Venerina klima i atmosfera postajale sve manje transparentne, uni�tavajući svaki mogući dokaz o postojanju nekakvih ranih �ivotnih oblika, pre nekoliko milijardi godina. Slična sudbina mo�e zadesiti i Zemlju.

Titan je zanimljiv zbog mno�tva dokaza organske hemijske aktivnosti u atmosferi. On je veličine Merkura, ali gu�će atmosfere nego Zemlja koja se sastoji od azota, metana i etana. Metan se mora obnavljati sa povr�ine po�to fotohemijske reakcije u atmosferi oslobađaju vodonik koji difunduje u okolni prostor, a metan prevode u vi�e lance organskih molekula, za koje se veruje da čine atmosferu opskurnom u oblasti vidljivog spektra. Povr�inske temperature na Titanu su oko 94 Kelvina, �to je suvi�e hladno bilo za tečnu vodu bilo nefotohemijske reakcije koje bi mogle da proizvedu biolo�ku aktivnost.-iako se čini da je Titan u ranoj fazi svoje istorije ipak imao tečnu vodu. Sudari tokom formiranja Titana mogli bi da oslobode dovoljno energije da bi se (barem lokalno) led otopio. Depoziti tečne vode mogli bi da opstanu hiljadama godina pre ponovnog zamrzavanja. Statistički, svaki deo Titanove povr�ine bio je odmrznut barem jednom, ali je krajnje nejasno do kog stadijuma bi hemijske reakcije mogle da napreduju u takvoj prostorno vremenski ograničenoj sredini.

Istrazivačke misije

Iz gore navedenog, kao i mnogih drugih dokaza i "dokaza" koji u tekst nisu mogli biti uvr�teni usled nedostatka prostora (i kompetencije autora), jasno je da mogućnosti i povoljne lokacije za razvoj izvanzemaljskog �ivota postoje u Sunčevom sistemu. U jednom ili različitim trenucima svog razvoja, 4 planetarna tela (Mars, Europa, Venera i Titan) su posedovala neophodne uslove za razvitak �ivota. Odgovor na to da li se on tamo zaista i razvio, moguće je dobiti jedino empirijskim putem. Danas, za razliku od osamdesetih godina, mo�emo biti manje-vi�e zadovoljni pa�njom i novcem koji se posvećuje sličnim istra�ivanjima (Mars Surveyor, Cassini na putu ka Saturnu, Huygens ka Titanu, Galileo koji će proći pored Jupitera i usredsrediti se na Europu, itd.). Sasvim je moguće da nijedan dokaz o postojanju �ivota izvan Zemlje ne bude pronađen. Ipak, ukoliko se �ivot organizuje iz osnovnih organskih molekula na onaj način na koji mi danas to zami�ljamo, trebalo bi barem pronaći neke njegove tragove, odnosno ostatke. U suprotnom, biće neophodno preispitati teoriju o nastanka �ivota, pre svega, ovde na Zemlji. I jedna i druga spoznaja pru�iće nam puno materijala za razmi�ljanje o tome koliko je �ivot čest, odnosno jedinstven ("an awful waste of space", C.Sagan, "Contact"), u na�em kosmičkom okru�enju.

Zlatko Papić ([email protected])