Arkisto
- syyskuu 2020
- elokuu 2020
- kesäkuu 2020
- toukokuu 2020
- huhtikuu 2020
- maaliskuu 2020
- helmikuu 2020
- tammikuu 2020
- joulukuu 2019
- marraskuu 2019
- lokakuu 2019
- syyskuu 2019
- elokuu 2019
- kesäkuu 2019
- toukokuu 2019
- huhtikuu 2019
- maaliskuu 2019
- helmikuu 2019
- tammikuu 2019
- joulukuu 2018
- marraskuu 2018
- lokakuu 2018
- syyskuu 2018
- elokuu 2018
- heinäkuu 2018
- kesäkuu 2018
- toukokuu 2018
- huhtikuu 2018
- helmikuu 2018
- tammikuu 2018
- joulukuu 2017
- marraskuu 2017
- lokakuu 2017
- syyskuu 2017
- elokuu 2017
- heinäkuu 2017
- kesäkuu 2017
- toukokuu 2017
- huhtikuu 2017
- maaliskuu 2017
- helmikuu 2017
- tammikuu 2017
- joulukuu 2016
- marraskuu 2016
- syyskuu 2016
- elokuu 2016
- heinäkuu 2016
- kesäkuu 2016
- toukokuu 2016
- huhtikuu 2016
- maaliskuu 2016
- helmikuu 2016
- tammikuu 2016
- joulukuu 2015
- marraskuu 2015
- lokakuu 2015
- syyskuu 2015
- elokuu 2015
- kesäkuu 2015
- toukokuu 2015
- huhtikuu 2015
- maaliskuu 2015
- helmikuu 2015
- tammikuu 2015
- joulukuu 2014
- marraskuu 2014
- lokakuu 2014
- syyskuu 2014
- elokuu 2014
- kesäkuu 2014
- toukokuu 2014
- huhtikuu 2014
- maaliskuu 2014
- helmikuu 2014
- tammikuu 2014
- joulukuu 2013
- marraskuu 2013
- lokakuu 2013
- syyskuu 2013
Miksi emme itse vie elämää muille planeetoille?
HS:n tiedetoimitus pyytää nyt vastausta tällaiseen, jonkun Tiede-lehden lukijan lähettämään kysymykseen.
Niinpä niin. Monet muutkin ovat tätä kyselleet, ja varmaan edelleenkin kyselevät. Jotkut astrobiologit ovat jopa vakavissaan ehdotelleet että kasvien siemeniä pitäisi lähettää luotainten mukana pitkin avaruutta. Mutta ei toki, avaruusluotainten mukana ei ole lähetetty yhtään siementä mihinkään. Tärkein syy on se että jos jossakin siellä – jossakin tavoitettavien etäisyyksien päässä – olisi olemassa joku elinkelpoinen ympäristö, meidän ensimmäinen velvollisuus on olla häiritsemättä siellä mahdollisesti jo olemassa olevaa elämää.
Mutta olisiko elämän kylväminen avaruuteen (eli muiden taivaankappaleiden asuttaminen – tai kontaminoiminen) mahdollista? Tätä kysymystä on tutkittu paljonkin teoreettisella ja kokeellisella tasolla. Ensimmäisiä kysymyksiä tällä alalla on se, voisivatko Maan eliöt, tai edes jotkut niistä, selvitä tuollaisissa vieraiden planeettojen olosuhteissa. Seuraava kysymys on, miten ihminen voisi istuttaa elämää tällaisiin avaruuspuutarhoihin.
Selviytymiskokeet ovat osoittaneet että monet bakteerilajit, syanobakteerit, jäkälät, sienet, ja jopa jotkut monisoluiset eläimet kuten karhunkaiset säilyvät elinkykyisinä joitakin aikoja avaruuden tyhjössä ja kylmyydessä, kunhan ne vain suojataan voimakkaalta hiukkas- ja UV-säteilyltä. Kuitenkin näissä ankarissa olosuhteissa säilyvät vain näiden eliöiden lepomuodot, kuten bakteerien tai sienten itiöt, tai kuivuneet jäkälät tai karhunkaiset. Maan eliöiden aktiivinen elämä avaruuden avoimissa olosuhteissa ei onnistu korkean säteilyn, tyhjön, ja kylmyyden takia.
Omassa planeettakunnassamme olisi yksi sellainen taivaankappale jolla voisi löytyä Maan elämälle sopivia suojaisia piilopaikkoja, ja se on tietysti naapuriplaneettamme Mars. Senkin pinnalla olosuhteet ovat elämälle liian ankarat. Suurin syy tähän on se että että sieltä puuttuu suojaava otsoni-pitoinen ilmakehä joka pysäyttäisi avaruudesta tulevan UV-säteily, tasoittaisi lämpötilaa ja antaisi sellaisen ilmanpaineen joka pitää veden nestemäisessä muodossa. Meille happea hengittäville eliöille on ongelmallista myös se että ilmassa ei ole riittävästi happea, mutta tätähän tietenkään monet kasvit tai mikrobit eivät tarvitse. Alkeellisten eliöiden elämä Marsin pinnalla saattaisi hyvinkin onnistua, jos kyseiselle eliölle järjestetään olosuhteet jotka suojaavat säteilyltä ja kuivuudelta.
Ja tällaistahan ihmiset nyt suunnittelevat niiden hankkeiden yhteydessä, joiden tavoitteena on pystyttää Marsin pinnalle sellaisia tukikohtia, missä ihmiset voisivat asia pysyvästi.
http://abcnews.go.com/Technology/spacex-unveils-plan-manned-mars-mission/story?id=42397714
Tällaisen ihmisen siirtokunnan pitäisi tietenkin viedä uudelle kotiplaneetalle mukanaan sellaisia perustuotantoeliöitä – kasveja, leviä ja mikrobeja – joiden avulla se voisi tuottaa itselleen elintarvikkeita, happea ja polttoaineita. Mutta mukana tulisi tietysti myös valtava määrä erilaisia kontaminoivia mikrobeja.
Suureellisimmat Mars-planeetan asuttamis-suunnitelmat tähtäävät koko planeetan muokaamiseen Maan elämälle kelvolliseksi, eli Marsin maankaltaistamiseen. Tähän tarvittaisiin se että Marsiin saataisiin palautettua riittävä, kasvihuonekaasuja sisältävä ilmakehä, jonka ansioista lämpötila nousisi niin että planeetan vesivarat sulaisivat, ja pysyisivät nestemäisinä. On ajateltu että tämä onnistuisi sulattamalla Marsin navoilla olevia CO2-jäätiköitä joko avaruuspeilien avulla, tai esimerkiksi tuottamalla planeetalla runsaasti fluorihiilivety-kaasuja, jotka toimivat erittäin tehokkaina kasvihuonekaasuina.
http://www.astronomy.com/news/2016/06/these-experiments-are-building-the-case-to-terraform-mars
Tällaisia teoreettisia skenaariota on siis kehitelty – mutta ehkä tuo suunnitelma ei olekaan ihan pätevä, sillä uudet tiedot osoittavat että Marsissa ei olekaan enää olemassa niin paljoa hiilidioksidi-jäätä, että se riittäisi tuottamaan riittävän paksua ilmakehää ja ilmanpainetta nestemäisen veden ylläpitämiseen.
http://www.space.com/31044-mars-terraforming-nasa-maven-mission.html
Ainoa mahdollinen Marsin asutus-mahdollisuus lienee siis rajoittua joko suljettuihin moduleihin, tai mahdollisesti, jonkinlaisten suljettujen kupujen alle…
Mutta tämähän on, toistaiseksi ainakin, ajatus jonka YK:ssa sovitut planeettojen suojelusopimukset ehdottomasti kieltävät.
4 kommenttia “Miksi emme itse vie elämää muille planeetoille?”
Vastaa
Onko siellä ketään??
Galileon Galilein (1564- 1642), Tyko Brahen (1546 -1601) ja Johannes Kepplerin (1570 – 1630 ) ajoista lähtien me ihmiset olemme – vähitellen – oivaltaneet että koptiplaneettamme Maa sijaitsee Aurinko-keskeisessä planeettakunnassa, ja että tässä lähinaarustossa on muitakin taivaankappaleita, eli planeettoja, jotka samalla tavalla kiertävät tuota samaa keskustähteä. Kaukoputkien kehittyessä tähtitieteilijät tähyilivät näitä naapuri-maailmoita. He olivat – samoin kuin tieteen uusia löydöksiä seuraava yleisö – olivat kovin kiinnostuneita selvittämään, olisiko noissa maailmoissa myös saman tapaista elämää kuin täällä Maassa. Olisiko siellä kenties ihmisten kaltaisia, teknisesti taitavia olioita, olisiko siellä kaupunkeja ja yhteiskuntia.
Italialainen tähtitieteilijä nimeltä Giovanni Schiaparelli (1835 – 1910) tutkiskeli kaukoputkellaan 1877 Marsia, ja havaitsi siellä joitakin ilmeisiä pinnanmuotoja tai vaihteluita. Havainoistaan hän piirsi tällaisen kartan
https://en.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Schiaparelli
Hän nimesi kaukoputkessa erottuvat pitkät suorat kuviot tai rakenteet italialaisella sanalla ”canali” – kuvaillakseen jonkinlaisia epämääräistä rakenteita tai muotoja planeetan pinnalla. Tuo nimike tuli kuitenkin käännetyksi englannin kielelle sanalla canals – kanavia – joka taas tarkoittaa ihmisen rakentamia, veden täyttämiä uomia. Arvaahan sen, sana lähti kiertämään, ja huhu ruokki itse itseää. Erityisesti amerikkalainen tähtitieteilijä, Schiapparellin aikalainenPercival Lowell omisti koko tieteilijän uransa Marsin pintarakenteidne, ja erityisesti, vesiuomien ja mahdollisesti jopa niiden risteyksissä sijaitsevien kaupunkien havaitsemiseen. Yleinen mielipide oli vakuuttunut siitä että Marsissa on elämää, ja jopa meidän kaltaistamme älykästä, teknisesti pystyväistä, ja ehkä agressiivista. Ihmiset olivat varmoja että meillä on olemassa naapureita tässä planeettakunnassa.
Vasta ensimäinen onnistunut Mariner 4 lento vuonna 1964, ja sitä seuraavat 1969 lentäneet Mariner 6 ja 7 luotaimet kuvasivat Marsin pintaa riittävän läheltä. Kuvista nähtiin että naapuriplaneetta on kuivaa, elotonta hiekkaerämaata. Kuitenkin – valtavat joen uomien näköiset rotkot ja pinnan muodot antoivat olettaa että ehkä vettä on joskus ollut, runsaastikin. Mutta ei ole enää.
Maan asukkaiden mielessä paloi kuitenkin edelleen kysymys: olisiko siellä kuitenkin jotakin elämää. Jos ei ihan teknisesti sivustynyttä, niin kuitenkin – jotakin. NASAn valtava teknologinen taidonnäyte, Viking 1 ja 2 lennot, 1975, kumpikin onnistuivat viemään laskeutujan Marsin pinnalle. Laitteet suorittivat kemiallisia kokeita planeetan pintakerroksista: näytteistä etsittiin orgaanisia aineita tai metabolista aktiivisuutta. Jotakin kemiallista aktiivisuutta läytyikin – mutta ei mitään Maan elämä kaltaista metaboliaa. Siis – ei elämää!! Tai – ehkä sittenkin? Kokeiden tuloksetkin saattaisivat olla positiiviset, jos tuo elämä olisi ihan toisenlaista, vaikkapa vetyperoksin hapetusreaktioihin perustuvaa. Kysymys elämän olemassaolosta oli yhä avoin.
Sittemmin Marsiin on lähetetty lisää laitteita: Mars Global Survayer (1996) oli kiertoradalla seitsämän vuotta tekemässä mittauksia, laskeutujat Mars Pathfinder ja Sojourner laskeutuivat joulukuussa 1996. Mars Orbiter meni kiertoradalle vuonna 2001, Mars Express vuonna 2003, ja molempien oletetaan pysyvän siellä toimivina vielä noin kymmenen vuotta. Myös Mars Reconnaissance Orbiter (2005) kiertää yhä planeettaa. Suurinta Mars-tutkimusta ovat tehneet mönkijät Spirit ja Opportunity, jotka laskeutuivat pinnalle 2003 – Opportunity jatkoi siellä mönkimistään sitkeästi aina toukokuuhun 2016 asti. Pinnalle ovat laskeutuneet myös Phoenix (2007) ja Curiosity (2011); tämä mönkii yhä siellä Gale-kraaterin rinteillä, ja tekee hyvin merkittäviä havaintoja ja kokeita Marsin pinnan kemiasta ja geologiasta.
Kaikkien näiden havaintomatkojen tuloksena tiedämme nyt varmasti että siellä on vettä – jossakin pinnan alla jopa sulaa vettä. Mutta elämää??? Onko ?? Voisiko olla?
Tänään – tänään on tapahtunut taas uusi suuri lähestyminen: Schiaparelli on tullut uudelleen tutkimaan Marsia, nyt luotaimen muodossa. Nyt (keskiviikkoiltana) se on jo onnellisesti laskeutunut Marsin pinnalle.
Tai – juuri noin sanottiin iltauutisissa. Kuitenkin — EI SE NIIN HYVIN ONNISTUNUTKAAN!: Yhteys ei onnistu. ESAn laskeutuminen epäonnistui, TAAS!!
Tuoreita kommetteja: http://livestream.com/esa/marsarrival
http://gizmodo.com/watch-two-space-agencies-attempt-a-daredevil-landing-on-1787926534!
Näiden matkojen haasteet ovat melkoiset: onnistuneita matkoja Marsin suuntaan on tehty tähän mennessä 26, ja epäonnistuneita on ollut 29 (https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_missions_to_Mars).
Kuitenkin, teknologian kehittyessä tavoitteet kasvavat: Nyt jo monet eri toimijat – NASAn ohella myös Kiina, Intia, ja jotkut yksityiset tahot – suunnittelevat miehitettyä Mars-lentoa, ja ihmisen pysyvää siirtokuntaa sen pinnalle. Siis, varsin pian siellä on jo olemassa elämää, sekä ihminen, sekä koko joukko ihmisen mukana matkustavia pikkueliöitä…
11 kommenttia “Onko siellä ketään??”
-
Tämä on hyvä kirjoitus monessa mielessä, mm. siksi että siinä palautetaan mieliin kuinka laajalla amplitudilla ja nopeasti käsitykset elämästä maailmankaikkeudessa ovat historiassa heilahdelleet. Kulloinenkin käsitys on perustunut senhetkiseen parhaaseen tietoon josta ekstrapoloinnilla on koitettu puristaa todennäköinen vastaus ulos.
Vastaa
Astrobiologiaa Euroopassa
Terveiset taas jokavuotisesta eurooppalaisten astrobiologiverkostojen kokoontumisesta – tällä kertaa Ateenasta. Paikalla oli noin 140 osallistujaa 30 eri maasta; virallisten tilannepäivitysten tiimoilta kävi ilmi että astrobiologinen tutkimus ja koulutus on kovassa nousussa useimmissa Euroopan maissa; monessa maassa se on myös erillisten tutkimusohjelmien tai astrobiologian instituuttien ylläpitämää ja tukemaa.
Varsinaisen kokouksen asialistalla on ollut runsaasti perinteisiä astrobiologisia aiheita – kuten erilaisten planeettojen ilmakehien ja ilmastojen mallintamista, joka aihe lukuisine parametreineen on osoittautunut valtavan monimutkaiseksi; nyt parametreihin kuuluu perinteisten ilmakehän, planeetan koon ja emotähden ominaisuuksien lisäksi myös koko planeetan ytimen ja vaipan toiminta ja mahdollinen tektoniikka. Myös geokemian monimutkaisuutta on ihmetelty useissa puheissa, ja erityisesti suhteessa orgaanisten yhdisteiden syntyyn ja niiden monimutkaistumiseen varhaisen Maan olosuhteissa. Myös tähtien välisten orgaanisten aineiden havaitsemista kuultiin esitelmä, ja Harry esitteli Rosetta luotaimen mukana lentäneen Cosima-instrumentin tuloksia P67/Churyumov-Gerasimenko- … komeetasta; hän piti samalla pienen ”in memoriam” muistopuheen Rosetta luotaimelle, joka tänään lopetti toimintansa laskutuessaan komeetan pinnalle. Samoin Tuorlan observatoriolta tohtoriopiskelija Boris Zaprudin esitti posterissa tuloksia ainutlaatuisesta NOTilla mitatusta havaintosarjasta samaisesta komeetasta.
Elämän sietämien olosuhteiden rajoja pohdittiin perusteellisesti useissa eri esitelmissä; erityisesti korkeampien eliöiden selviytymisen rajat ovat varsin kapeat ja lämpötila-asteikolla ne rajoittuvat noin 0-50 asteen välille; tämä lämpötila rajaa korkeammille sivilisaatioille kelvollisten planeettojen määrää merkittävästi. Monet bakteerilajit, kuten myös jäkälät ja karhukaiset kestävät puolestaan varsin hyvin altistumista avaruuden olosuhteille (kuten exposure-kokeissa avaruusasema ISS:n ulkopinnalla) ja simuloiduille Marsin olosuhteille – kunhan vain ovat suojattuna kovalta UV- ja ionisoivalta säteilyltä. Joissakin puheissa käsiteltiin solurakenteita jotka vaikuttavat eliöiden kestävyyteen; uusi löytö on bakteerien pinnalla yleisesti esiintyvä proteiininen S-kerros joka antaa niille valtavasti kestävyyttä kaikenlaisia stressitekijöitä vastaan. Perusteellisesti käsiteltiin myös elämän edellytyksiä Saturnuksen ja Jupiterin kuissa.
Useita puheita kuultiin myös tutkimuksissa elämän – tai eloperäisten jäänteiden eli biomarkkkereiden havaitsemista erilaisista vaikeista kohteista, kuten Maan vanhimmista kivinäytteistä, Marsin pinnalta tai eksoplaneetoilta. Myös tulevien missioiden instrumentteja ja robotiikan kehitystä esiteltiin –robottimissioiden eräänä tiukkana tavoitteena on biomarkkereiden tunnistaminen, mutta samalla myös tutkittavien kohteiden suojeleminen Maa-peräisistä kontaminaatioilta.
Myös astrobiologian yhteiskunnallisia ja filosofisia ulottuvuuksia tuli esille joissakin esityksissä. Eräässä esityksessä tuotiin esille astrobiologian merkitys tutkimusalana joka tutkii elämän syntyä ja sen kehittymistä maailmankaikkeudessa, ja jonka ainoa esimerkki tunnetaan omalta kotiplaneetaltamme. Tätä suurta tieteen haastetta voidaan lähestyä vain monitieteisesti, ja monikansallisissa yhteistyöverkostoissa. Astrobiologia (kehitysbiologian tavoin) huomioi elämän ja eri lajien haurauden suurten luonnonmullistusten ja ekokatastrofien tilanteissa – ja se huomioi myös tutkijoiden vastuun esim. siten, että kaikessa planeettatutkimuksessa pitää varmistaa planeettojen suojelu ulkoiselta bio-kontaminaatiolta (planetary protection principle) joka pyritään toteuttamaan myös kansaivälisten poliittisten sopimusten tasolla.
Hauskin näkemys eliökuntaan oli Charles Cockelin esittämä laskelma koko eliökunnan yhteensaskeltusta DNAn eli informaation määrästä, joka on noin 5 x 10 E37 nukleotidiparia. Tämän ohjaama geenitoimintojen eli RNA-transkripitioiden määrä on yli 10 E 24 nukleotidi-kopiointia sekunnissa. Jos ajatellaan biosfääriä maailmanlaajuisen superkompuutterina, sen laskenta/operaatioteho ylittää suurimmat supertietokoneet – moninkertaisesti: Maailman nopeimman Sunway TaihuLight (Kiinassa) koneen nopeus on noin 10 E 17 FLOPia – eli se jää jälkeen eliökunnasta vielä aika isolla kertoimella. Tätä voisi kait kutsua luonnolliseksi älyksi, sen nyt nousussa olevan keinoälyn rinnalla.
Itse puolestani esittelin eTimeTrek opetusmateriaalihanketta joka tähtää koko tämän tieteellisen maailmankuvan tuottamiseen koulujen oppimateriaaliksi Euroopan eri maissa. Tämä sai mukavasti positiivista huomiota osakseen.
4 kommenttia “Astrobiologiaa Euroopassa”
-
Voisitko avata hieman enemmän tuota laskelmaa eliökunnan informaation määrästä. Olikohan potenssimerkinnät tippuneet pois julkaistusta tekstistä?
-
Ehkä blogiakustalla kannattaisi käyttää vaikka E-kirjainta exponentin merkkinä: 5 x 10E37 ja 10E24?
Laskennan ja elämän rinnastaminen on monella tapaa aika jännä metafora. Se toimii molempiin suuntiin: monia elämään liittyviä asioita kuten evoluutiota voi ymmärtää algoritmisesti ja toisaalta, laskennassa voidaan matkia sitä miten luonto toimii (esim. DNA-laskenta). Kytkös on hyvin vahva ja mielestäni erittäin toimiva.
Luonto on myös ”laskenut” jonkin verran kauemmin kuin mitä tietokoneita on ollut olemassa joten kyllä tässä selvästi jäljessä ollaan.
Onko tosiaan niin että kasvit pärjäävät pelkässä CO2-ilmakehässä?
Lienee jonkun verran lajikohtainen kysymys, mutta ainakin Arabidopsis pärjää hyvin, ja hyötyy korkeammista CO2:n osapaineista, ainakin 50 mbar asti — varmaan korkeammallekin.
Tuo Maven-linkki on muuten vain sellaista kevyttä tarinointitiedejournalismia jonka välittämä mielikuva ei juurikaan vastaa sitä mitä sen takana olevissa papereissa on saatu selville. Kysymys Marsin napojen ja pinnan hiilidioksidivarannon suuruudesta on geologinen eikä sitä voi saada selville yläilmakehää mittaamalla.
Todellisuudessa ilmakehän pako kaikilta kolmelta maankaltaiselta planeetalta on mittausten mukaan suunnilleen samansuuruinen (ei siis näytä riippuvan ratkaisevasti planeetan magneettikentästä) ja suuruudeltaan geologiselta kannalta merkityksetön. Se kuinka suuri pako on ollut menneisyydessä riippuu siitä kuinka aktiivinen aurinko on ollut erityisesti UV-mielessä, ja sitähän me emme tiedä joten siinä suhtessa spekuloida voi moneen suuntaan. Näytön puutteessa nollahypoteesini on kuitenkin että pakoprosesseilla ei ole silloinkaan ollut geologisessa mielessä merkittävää roolia. Ainoastaan vety ja helium ovat niin kevyitä että ne karkaavat varsinkin Marsista melko helposti, mutta jotta prosessi toimisi, tarvitaan ensin jokin mekanismi joka hajottaa vettä tehokkaasti vedyksi ja hapeksi. Sellainen on vaikeaa, koska jäljelle jäänyt happi muodostaa otsonia joka reagoi vedyn kanssa muodostaen uudelleen vettä. Myös veden nouseminen ilmakehässä riittävän korkealle jotta UV hajottaisi sitä tehokkaasti on vaikeaa koska ilmakehässä on kylmiä kerroksia joista vesi putoaa helposti alas lumisateena.
Tämä ei ole ensimmäinen kerta kun ilmakehien pakoprosesseja tutkivien tutkijoiden tuloksia uutisoidaan tavalla joka mielestäni lähenee vääristelyä. Planetologian muilla aloilla en ole vastaavaan törmännyt, siltä osin kuin pystyn asiaa arvioimaan.
… nää on kyllä asiaa tuntemattomalla aika vaikeita juttuja arvioida, kun näyttää niin olevan jopa asiantuntijoille. Kun tuosta ilmatilasta ja ilmanalasta ei jää paljoakaan jälkiä, paitsi muuttuneisiin pinnanmuotoihin tai geologisiin kerrostumiin…