Pelkkää suurta sattumaa?

6.9.2019 klo 17.15, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Eliökuntamme olemassaoloa ja kehitystarinaa ajatellessani minua aina hämmästyttää: miten onkaan voinut käydä niin ihmeellisesti, että maailmankaikkeutemme, kaikkien luonnonlakiensa ajamana ja ohjaamana, on tuottanut näin hienon planeetan ja näin mahtavan eliökunnan. Tietenkin, elämän ja eliökunnan kehityksen ohjaajana on toiminut evoluutio, se että tarkoituksenmukaiset ja toimivat ominaisuudet ovat valikoituneet ja säilyneet. Toisaalta, evoluutio on sokeaa ja sattumanvaraista. Se ei suunnittele mitään uusia keksintöjä, se ei aio mitään, sillä ei ole mitään suuntaa eikä päämäärää. Jotenkin voisi olettaa, noin intuitiivisesti, että se ei olisi erityisen taipuvainen tuottamaan monimutkaisuutta, sillä monimutkaiset keksinnöt ja rakenteet ovat vaikeita tuottaa ja pitää yllä, ne ovat energiaa vieviä ja epätehokkaita. Tästä syystä elämä pääsääntöisesti päätyisi minimaaliseen ja mitättömään mössöön.

 Näin on tietysti tapahtunutkin: suurin osa eliökuntaa on aina koostunut yksisoluisista bakteereista ja arkeoneista, tai korkeintaan yksisoluisista eukaryooteista. Siitä huolimatta aikojen kuluessa myös monimutkaisuus on lisääntynyt eliökunnassa. Joissakin vaiheissa se on lisääntynyt suurin harppauksin. Tämäkin kaikki lienee vain suurta sattumaa, mutta kuitenkin ainakin näin jälestä käsin näyttää jotenkin siltä, että tähän kehitykseen liittyisi jonkinlainen trendi.

Sattuman ja trendin välinen ero on merkittävä myös periaattessa: jos kaikki täällä on ollut aivan sattumanvaraista, tämä satunnainen kehityskulku lienee myös ainutlaatuinen. Jos taas tähän kehitykseen liittyy ohjaava valintapaine, jonkinlaiset monimutkaiset eliökunnat voisivat olla normaaleja ilmiöitä eri planeetoilla.

Ensimmäinen ihmeellinen monimutkaisuuden lisääntyminen eliökunnan kehityskulussa tapahtui jo elämän syntyessä. Emme tiedä minkälaiset tekijät ajoivat tätä prosessia. Tiedämme että maailmankaikkeudessa on loputtoman paljon muitakin planeettakuntia; kuitenkin elämän kodiksi ilmeisesti tarvittaisiin jotenkin ”sopiva”, ehkä jotakuinkin Maan kaltainen planeetta. Sen pitää olla sopivan kokoinen ja sopivan märkä kiviplaneetta, sopivalla etäisyydellä sopivan kokoisesta emotähdestä, sopivan ilmakehän alla. Ei kuitenkaan tiedetä mikä on tuo ”sopivan” määrä ja mitta. Ainakin varhaisessa Maassa kaikki nuo kriteerit olivat oikein sopivia, vaikkakin hyvin erilaisia kuin mitä ne ovat nyt. Sattumalta. Emme tiedä olisiko muilla planeetoilla sellaisia olosuhteita jotka käynnistäisivät elämän kaltaisen, loputtomasti itseään ruokkivan ketjureaktion.

Heti alustaan asti elämä on ollut täysin opportunistista. Se käytti juuri niitä rakennusaineita ja energialähteitä mitä oli ympärillä olemassa. Itseasiassa, nämä rakennusaineeet ja energialähteet synnyttivät elämän. Se että elämän kemiasta tuli juuri sellaista kuin tuli, johtui siitä millaisessa ympäristössä se syntyi. Täällä syntyprosessin lähtöaineina olivat erilaiset nukleotidit ja aminohapot, vesiliuoksessa. Oleellista oli vielä sekin, että ympäristössä on tarjolla riittävästi rasvaisia aineita, eli lipidejä, joiden muodostamat kalvot pystyivät sulkeutumaan huokoiseksi vaipaksi toimivien molekyylien ympärille. Oli onnekasta sattumaa, että ympäristössä oli kaikkia sellaisia komponentteja, joista monimutkainen kokonaisuus saattoi koostua.

Jo ensimmäisestä alusta alkaen elävät solut olivat luonnonvalinnan kovakätisessä ohjauksessa. Vain ne säilyivät, jotka sopeutuivat. Ne lisääntyivät suuremmaksi ja vahvemmaksi eliökunnaksi. Energialähteenä toimi vulkaaninen lämpö ja auringonvalo; valon hyödyntäminen tuli ilmeisesti jo varhain mahdolliseksi siksi, että ympäristökemia tuotti myös valoa absorboivia klorofylli- pigmenttejä. Fotosynteesi siis käynnistyi varhain, mutta se ei pitkään aikaan vielä tuottanut happea. Ympäristö planeetalla oli täysin hapeton, ja eliöiden aineenvaihdunta perustui rauta- ja rikkiyhdisteiden pelkistymiseen ja hapettumiseen. Onneksi nämä pysyivät liukoisina hapettomassa merivedessä.

Aikanaan, noin miljardin vuoden kuluttua, eräs vihreä, bakteerilaji oppi sitomaan auringon valoa niin tehokkaasti, että se pystyi sen avulla hajottamaan vesimolekyylejä. Tästä käynnistyi happea tuottava fotosynteesi, joka hitaasti alkoi muuttaa koko maailmaa toisenlaiseksi.

Happea kertyi vähitellen ilmakehään. Tämän seurauksena monet hapettomiin oloihin tottuneet (anaerobiset) lajit kuolivat pois, jotkut painuivat meren syviin hapettomiin pohjakerroksiin, ja jotkut oppivat elämään hapellisessa ympäristössä. Ilmakehän muuttuessa olot kävivät vaikeiksi myös siksi, että koko planeetta painui totaali-jääkauteen, lumipalloplaneetaksi, noin 300 miljoonan vuoden ajaksi. Elämän selviytyminen oli tiukalla, biomassan määrä romahti hyvin pieneksi.

Noissa ankarissa oloissa sattui kerran niinkin, että joku anaerobinen arkeonisolu söi sisäänsä happea hengittävän bakteerisolun. Jostakin kumman syystä tuo sisään otettu bakteeri ei hajonnut ja kuollut, vaan jäi elämään toisen solun sisäisenä symbionttina. Tämä sattumalta syntynyt yhteiselo koitui suureksi onneksi, sillä yhdistelmä pystyi selviytymään hapellisissa olosuhteissa. Bakteerin ja arkeonin yhteiselämä oli kuitenkin myrskyisää, ja solu joutui käymään läpi valtavan suuren rakenteellisen ja geneettisen uudelleenjärjestelyn: Arkeonin monet geenit yhdistyivät ja kasvoivat paljon entistä pidemmiksi, niiden määrä lisääntyi, solun toiminnat lisääntyivät ja sen kalvorakenteet kasvoivat. Symbiontti-bakteeri taas luopui monista omista toiminnoistaan, ja siitä tuli pelkkä energiaa tuottava elin, eli mitokondrio. Suuri yhdistelmäsolu kuitenkin selvisi tuosta rytäkästä, ja siitä tuli kaikkien tumallisten solujen ja eliöiden esiäiti.

Aika kului. Totaali-jääkausi päättyi aikanaan, ja elämä kukoisi lämpimissä merissä. Yksisoluiset eliöt sitoivat tehokkaasti hiiltä biomassaan, syanobakteerit ja viherlevät tuottivat paljon happea, tulivuoritoiminta oli alhaista, ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuus laski. Ajan mittaan monet tekijät johtivat siihen, että koko planeetta painui uudelleen syvään ja totaaliseen jäätiköitymisen aikaan. Jäätiköityminen oli jaksottaista, mutta yhteensä nämä kryogeenikauden jäätiköitymiset kestivät lähes 100 miljoonaa vuotta.

Näiden jäätiköitymisten aikana planeetan biomassan määrä taas väheni merkittävästi. Elämä sinnitteli hengissä säilymisen rajoilla. Näissä äärimmäisissä oloissa elämä taas teki uuden, merkitävän ja monimutkaisen keksinnön: alkeellisten sienieläinten, eli kaulussiimaeliöiden pesäkkeet alkoivat erilaistua erilaisiksi solukoiksi. Ne olivat kehittymässä ensimmäisiksi monisoluisiksi eläimiksi, eli kaikkien meidän myöhempien monisoluisten eläinten esivanhemmiksi.

Evoluutio voi sattumalta tuottaa, ja sitten valita ja ottaa käyttöön juuri sellaisia uusia keksintöjä joilla on erityistä valintaetua, tai jotka voivat pelastaa eliön tuhoutumiselta. Se on tuottanut monimutkaisia selviytymiskeinoja juuri kaikkein vaikeimpien olosuhteiden, eli pitkien totaali-jääkausien aikoina. Ensin se keksi tumalliset solut, sitten monisoluisuuden. Monisoluisuuden kehittyminen on yllättävää, sillä yksisoluisuus on ollut – ja yhä on – hyvin suotuisa ja helppo elämänmuoto.

Monisoluisten eliöiden etuna oli eri solukoiden erilaiset kyvyt, yhteistyö ja synergia, jotka kaikki yhdessä vaikuttivat niiden yhteisen genomin säilymiseen.

Monisoluiset eliöt ilmestyivät planeetalla ensimmäisen kerran n. 660 miljoonaa vuotta, kryogenian aikana. Jääkauden päätyttyä lämpimissä happipitoisissa vesissä käynnistyi vilkas evoluutio, joka ensin tuotti meren pohjalla elävien liikkumattomien ediakara-eläinten runsaan lajiston. Sitten, noin 540-530 miljoonaa vuotta sitten matalien merien pohjille ilmestyi kaikenlaisten liikkuvien eläinten, pienten petojen ja saaliseläinten hyvin monimutkaiset ekosysteemit, ja niiden monimuotoinen eliökunta. Aikaa kutsutaan kambrikaudeksi. Valtaosa eliökunnan nykyisistä pääjaksoista syntyi tuona aikana.

Luonnonvalinta testasi lajien kestävyyttä. ”Kummallisimmat” lajit katosivat pois, vahvimmat lajit kehittyivät eteenpäin, luonnonvalinnan suosimina. Vahvistuva eliökunta alkoi itse vaikuttaa olosuhteisiin yhä enemmän. Tehokkaan fotosynteesin seurauksena planeetan happipitoisuus nousi korkeammalle, 20 prosenttiin, ja lopulta, hiilikauden aikana jopa 35 pitoisuusprosenttiin. Korkea happipitoisuus tehosti eläinten aineenvaihduntaa ja energian tuotantoa ja mahdollisti niiden kasvamisen suuremmiksi. Ilmakehän yläosaan kertynyt otsoni blokkasi UV-säteilyn pääsyn maan pinnalle ja mahdollisti eliöiden – sekä kasvien että eläinten – levittäytymisen kuivalle maalle.

Noin 300 miljoonaa vuotta sitten trooppisten kasvien tehokas hiilensidonta johti suhteellisen nopeisiin ilmastonmuutoksiin, jotka aiheuttivat ajoittaisia jäätiköitymisiä napa-alueilla. Näiden aiheuttamat meren pinnan vaihtelut taas puolestaan johtivat siihen, että rannikkoalueet vuoroin kasvoivat rehevää trooppista metsää, joka taas vuoroin painui soistuvan rantavyöhykkeen pohjaan ja muuttui fossiilisiksi hiilivarannoiksi. Suuri määrä hiiltä poistui ilmakehästä…

Kaikkina aikoina eliökunta on vaikuttanut elottomaan ympäristöön, ilmakehään ja planeetan lämpötilaan, ja vastavuoroisesti, nämä ovat säädelleen eliökunnan kehitystä. Ajoittain olosuhteet ovat muuttuneet kokonaan. Muutokset ovat voineet olla joko eliökunnan itsensä, tai geologisten, vulkaanisten tai kosmisten tapahtumien aiheuttamia, mutta toistuvasti ne ovat olleet niin suuria, että suuri osa eliökuntaa on tuhoutunut. Kambrikauden jälkeisenä aikana tiedetään tapahtuneen viisi suurta massasukupuuttoa. Useimmat näistä ovat johtuneet voimakkaista ilmastonmuutoksista, jotka taas ovat johtuneet hyvinkin erilaista syistä. Ilmeisesti ainakin seuraavat tekijät ovat vaikuttaneet niihin: (https://cosmosmagazine.com/palaeontology/big-five-extinctions):

Sukupuutto Ordovikikauden lopussa, 444 miljoonaa vuotta sitten: 86% lajeista katosi. Sukupuutto johtui jääkaudesta. Jäätiköityminen puolestaan johtui siitä, että vasta kohonneen Appalakkien vuoriston rapautuminen sitoi runsaasti ilmakehän hiilidioksidia, ja tämän kasvihuonekaasun väheneminen johti ilmaston viilenemiseen.

Sukupuutto Devonikauden lopulla, 375 miljoonaa vuotta sitten: 75% lajeista katosi. Tämä sukupuutto ilmeisesti johtui siitä, että maakasvillisuuden lisääntyminen vapautti maaperästä runsaasti ravinteita, jotka huuhtoutuivat meriin. Näiden aiheuttamat runsaat leväkasvustot kuluttivat paljon happea vedestä, ja pienet pohjaeliöt kuolivat hapen puutteeseen.

Sukupuutto Permikauden lopussa, 251 miljoonaa vuotta sitten: 96% lajeista katosi. Tämä “Suurena kuolemana” tunnettu joukkosukupuutto on yksi planeettamme suurimpia, ilmeisesti vain Huuronin totaali-jääkausi olisi ollut ankarampi koetus elämän säilymiselle. Tämä joukkosurma kehittyi useiden erilaisten katastrofien käynnistymisestä toinen toisensa perään. Eräs laukaiseva tekijä oli Siperian laakiobasalttipurskaus (joka taas saattoi olla asteroidi-impaktin laukaisema); tapahtuma vapautti paljon hiilidioksidia ilmakehään, ja lämpötila nousi. Tämän aktivoimat metanogeeniset bakteerit tuottivat paljon metaania, ja yhdessä nämä kasvihuonekaasut nostivat lämpötilaa edelleen. Meret happamoituivat ja muuttuivat hapettomiksi, ja merissä hajoava runsas biomassa tuotti myrkyllistä rikkivetyä. Merieläinten, suurten maaeläinten (mm. esinisäkkäät) ja trooppisen kasvillisuuden kehitys romahti. Nykyisen massiivisen ilmastonmuutoksen arvellaan kehittyvän samaan suuntaan kuin tämän joukkosukupuuton aikana tapahtui.

Sukupuutto Trias-kauden lopussa, 200 miljoonaa vuotta sitten: 80%lajeista katosi. Tämän sukupuuton varsinaista syytä ei tunneta. Planeetan lämpötila jatkui sen jälkeen korkeana, lämpimissä oloissa kehittyi matelijoiden runsas lajisto. Erilaisten dinosaurusten valta-aika kesti yhteensä noin 160 miljoonan vuoden ajan.

Sukupuutto Liitukauden lopussa, 66 miljoonaa vuotta sitten: 76% lajeista katosi. Tuho johtui nopeasta ilmastonmuutoksesta, joka aiheutui Chicxulubin alueelle Yukatanin niemimaalla tapahtuneesta, noin 10-15 km kokoisen asteroidin iskeytymisestä maahan. Isku aiheutti noin 10 vuoden pituisen vulkaanisen talven, jonka aikana ilmasto jäähtyi merkittävästi, osa kasvillisuudesta kuoli, ja kaikki dinosaurukset ja lentoliskot, lintuja lukuun ottamatta, kuolivat sukupuuttoon. Myös monia muita lajeja katosi, mm. monia nisäkkäitä, lintuja, liskoja, hyönteisiä, kaloja, haita, simpukoita ja äyriäisiä ja plankton-lajeja katosi.

Tämän sukupuuton jälkeen nisäkkäät saivat oman mahdollisuutensa kehittyä planeetan valtalajeiksi. Nyt kuitenkin niidenkin aika on jo tullut päätökseen.

Elämme parhaillaan kuudennen suuren sukupuuton aikaa: https://en.wikipedia.org/wiki/Holocene extinction. Ihmisen lyhyellä muistiperspektiivillä me luulemme että kaikki pysyy suunnilleen muuttumattomana, mutta ihmisen vaikutuksesta lajeja katoaa nykyisin 100- 1000 kertaa nopeammin kuin ennen ihmisen aikaa (https://en.wikipedia.org/wiki/Holocene_extinction). Emme tietenkään vielä tiedä miten tämä tästä kehittyy – mihin suuntaan, ja miten kauan kestäväksi episodiksi eliökunnan historiassa.

Emme myöskään tiedä miten eliökunta tulee uudelleen muotoutumaan tämän sukupuuttokauden syövereissä. Ainakin yksinkertaisten mikrobien lajisto on niin sopeutuvaista, että se ei voi kokonaan tuhoutua tältä planeetalta, ei niin kauan kuin täällä säilyy ympäristöjä joiden lämpötila ei nouse reilusti yli 100 celsiusasteeseen.

Joukkosukupuutot kuitenkin karsivat ankaralla kädellä monisoluisten eläinten ja kasvien lajistoa. Levittäytyessään maailman eri mantereille, ja valloittaessaan maan omaan käyttöönsä ihminen on ollut aikamoinen massatuhon aiheuttaja, sillä ihmisen vaikutuksesta jo 80 % ihmisen aikaa edeltäneistä isojen eläinten lajeista ja 50 % kasvilajeista on kadonnut. Ihmisen toimet ja tuotantomuodot ovat myös vaikuttaneet lajien määrään niin, että kaikkien maaeläinten massasta 60% muodostuu nyt kotieläinten massasta, 36% ihmisten massasta ja vain 4% villieläinten massasta (https://www.livekindly.co/60-of-all-mammals-on-earth-are-livestock-says-new-study/, https://www.pnas.org/content/115/25/6506). Jos ei eläinten määrä, niin ainakin niiden monimuotoisuus on siis romahtanut minimiin.

Ihmisen aikaa edeltänyt lajisto on siis jo pitkälti kadonnut, tai katoamassa. Jäljelle jäävistä lajeista kuitenkin kehittyy taas jotakin uutta, ehkä jopa jotakin uutta monimutkaisuutta. Voisikohan se olla vaikka – vaikka uusi uljas ihmislaji? Androidi, AI-laji, kyborgi? Tai vain uusi ja entistä viisaampi, ymmärtäväisempi ja vastuullisempi ihminen???

Vieläkö tämä kiintoisa kysymys: mihinkähän suuntaan nämä nykyiset valintapaineet ohjaavat ihmisen geneettistä kehittymistä?

19 kommenttia “Pelkkää suurta sattumaa?”

  1. Teesini tuosta liitukauden lopun sukupuutosta on, että sen aiheutti melko lyhytkestoinen mutta globaali pimeys, ei niinkään lämpötilan lasku.

    Pimeys on kasveille myrkkyä. Kasvien globaali kuolema tai ainakin fotosynteesin loppuminen tappaa niitä syövät eläimet eli kasvinsyöjädinosaurukset nälkään. Sitten kun ne ovat poissa, niitä ravintonaan käyttävät suuret petodinosaurukset häviävät ennemmin tai myöhemmin. Peto on riippuvainen sopivan kokoisista saaliseläimistä.

    Krokotiilit eivät kuolleet sukupuuttoon. Jos lämpötila olisi painunut kovin alas, sisävedet olisivat saaneet jääkannen, ja se olisi tappanut trooppiset krokotiilit joko kylmyyteen tai hapenpuutteeseen koska ne hengittävät ilmaa. Niin ei kuitenkaan käynyt.

    Lämpötilan lasku ei olisi sataprosenttisen tehokas dinojen tappaja siitäkään syystä että keskellä valtamerta olevilla saarilla lämpötila ei ennätä laskea kovin paljon. Saarilla olisi säilynyt kasvipeitettä ja sitä syöviä dinosauruksia. Sen sijaan globaali pimeys selittää miksi dinot hävisivät paitsi mantereilta myös saarilta.

    Tuo esihistoriallisen ihmisen aiheuttama nisäkkäiden sukupuutto on mielenkiintoinen. Arvelen että Afrikassa hominidit ja muut nisäkkäät olivat kehittyneet rinnakkain (koevoluutio), jolloin sikäläiset eläimet ovat oppineet varomaan ihmistä. Mutta kun ihminen levisi muille mantereille, niiden eläimet eivät osanneet pelätä ihmistä, koska ihminen ei muistuta mitään niiden luonnollista vihollista. Peloton eläin on helppo saalis metsästävälle ihmiselle. Osan niistä lajeista ihminen kesytti kotieläimiksi. Tunnetusti esimerkiksi intiannorsun kesyttäminen on helpompaa kuin afrikannorsun. Samoin vaikkapa gnuita ei tietääkseni käytetä Afrikassa kotieläimenä, vaan mieluummin aasialaista alkuperää olevia nautoja. Koevoluutiohistorian takia ihmisen varominen on afrikkalaisilla eläimillä geeneissä, joten niitä on vaikeampi kesyttää ja metsästää.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Nuo joukkokuolemiin vaikutaneet tekijät lienevät olleet sellaisia kuin sanot, erityisesti tuo ihmisen ja riistaeläinten yhteisen kehityshistorian vaikutus siihen mitkä ehtivät tottumaan ja selvitymään ihmisen matsästyksestä. Kuitenkin ilmastotutkijoiden käsitys Chicxulubin törmäyksen suorista vaikutuksia vaikutuksista näyttää olevan että nimenomaan kylmyys, ei pelkkä pimeä, aiheutti eniten tuhoa sekä kasveille että dinosauruksille. Vaikutusta kutsutaan asteroiditalveksi: Ensin taivas pimeni tuhkasta ja pölystä, lämpötila laski ja fotosynteesitaso aleni…. mutta pölyn ja tuhkan aiheuttama kylmyys oli varsin lyhytaikainen, kun taas sulfaattiaerosolien aiheuttaman voimakas ilmaston kylmeneminen kesti vuosikymmeniä..

      Potsdamin Ilmasto-instituutin tutkija Julia Brugger kirjoittaa:
      ”It became cold. I mean, really cold,” says Brugger. Global annual mean surface air temperature dropped by at least 26 degrees Celsius. The dinosaurs were used to living in a lush climate. After the asteroid’s impact, the annual average temperature was below freezing for about three years. Evidently, the ice caps expanded. Even in the tropics, annual mean temperatures went from 27 degrees to a mere five degrees.
      ”The long-term cooling caused by the sulfate aerosols was much more important for the mass extinction than the dust that stayed in the atmosphere for only a relatively short time. It was also more important than local events like the extreme heat close to the impact, wildfires or tsunamis,” says co-author Feulner. It took the climate about 30 years to recover…
      lähteitä:
      https://www.pik-potsdam.de/news/press-releases/how-the-darkness-and-the-cold-killed-the-dinosaurs
      https://dailygalaxy.com/2017/01/the-asteroid-winter-chicxulub-impact-blocked-sunlight-led-to-extinction-of-dinosaurs/
      — eli kylmä näyttää vaikuttaneen voimakkaammin ja pidempään kuin pelkkä pimeä.
      Alkuperäisjulkaisu: Article: Brugger, J., Feulner, G., Petri, S. (2017): Baby, it’s cold outside: Climate model simulations of the effects of the asteroid impact at the end of the Cretaceous. Geophysical Research Letters [DOI:10.1002/2016GL072241]

  2. Mitä tulee isoon kuvaan, näyttää siltä että useimmat elleivät peräti lähes kaikki evoluution harppaukset ovat olleet jääkausien aiheuttamia. Tekstissä onkin tästä monta esimerkkiä. Lisäksi ihmisen esi-isien laskeutuminen puista saattoi johtua metsäkadosta, mikä oli osa viimeisten vuosimiljoonien aikana vallinnutta jääkausien ja lämpökausien vuorottelua. Kylmät olosuhteet saattoivat myöhemmin myös auttaa ihmisen leviämistä Aasiaan mahdollistamalla saalistetun lihan ja kalan säilymisen pilaantumatta. Tasalämpöiset nisäkkäät saattoivat syntyä aikanaan yöllisiksi hyönteissyöjiksi, jotka pysyivät viileässä yössä liikkuvina ja pystyivät siten tehokkaasti saalistamaan hitaasti liikkuvia vaihtolämpöisiä eläimiä. Tämänkaltaisia jääkausiesimerkkejä on yllättävän paljon. Osa niistä on toki spekulatiivisempia kuin toiset.

    En tiedä onko jääkausissa jokin universaalimpikin ”taika”, vai onko vain sattumalta niin että monet Maan elämän historian kehitysharppaukset liittyvät niihin. Yksi mielenkiintoinen tutkimusaspekti on että jäätiköt voivat näkyä planeetalta kauas. Sitten kun joskus toivottavasti eksoplaneettojen valokäyriä pystytään mittaamaan, niistä voi koittaa etsiä jäätiköitä.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Joo, siltä näyttää että maailman viileät ja kuivat kaudet ovat olleet sellaisia koettelemuksia jotka ovat aina uudelleen pakottaneet elämän keksimään uusia asioita. Sitten taas lämpimät, ravinteikkaat ja muutenkin suotuisat olot ovat lisänneet ekosysteemien tuottavuuden ja varmaan myös lajirikkauden tappiinsa – näin esim. kambri-, ordoviki- hiili-, jura-, liitu- ja paleogeenikaudella.

  3. Lasse Reunanen sanoo:

    Sattumaan sisältyy myös välttämätöntä pakkoa (kuten edellä vastasit) – aine ja elämä ei voi määrättömästi edetä vaan suotuisten voimien ohjaamiin suuntiin (valikoituvaa kehitystä siis).

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Jees. Vaikeudet ja haasteet ovat niitä tekijöitä jotka vievät kehitystä eteenpäin.

  4. Erkki Tietäväinen sanoo:

    Muutamia ajatuksia evoluution sunnasta: Yksi elämän perusasioita on kasvien ja eläinten tarve saada energiaa. Kasvit tekevät energiaa itse, mutta eläinten on saatava energiansa kasveja tai muita eläimiä syömällä. Molempien on saatava enrgiansa tehokkaasti. Viimeaikaisten tutkimusten mukaan 63% eläimistä syö toisia eläimiä. Evoluutio on siis suosinut lihansyöntiominaisuutta. Minusta näyttää siltä, että evoluutio jättää suvun jatkajiksi parhaat energian hankkijat.

    Eläimillä on siis tarve päästä ravintoketjun huipulle. Ihminen kun ei ole varustettu tiikerin tai kotkan saalistusominaisuuksilla joutuu turvautumaan metsästysaseisiin ja -ansoihin. Niiden kehittämiseen kyenneet yksilöt ovat pärjänneet. Ihminen on saavuttanut asemansa lihansyöjien kärkijoukossa älykkyydellään ja sillä tavoin pyrkinyt sekin johdonmukaisesti ravintoketjun huipulle.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      …. evoluutio ilmeisesti suosii ravintoketjussa ylöspäin nousemista ainakin siitä syystä että siellä on turvallisempaa. Ravintoketjun huipulla olevalla eliöllä ei ole vihollisia. Toisaalta, huipulla on vain vähän tilaa, noin periaatteessa. Kaikkien alempien ravintoketjun tasojen pitää olla aina suurempia kuin yläpuolella olevan.
      Siihen nähden on aika kumma juttu että ihmisiä on näin valtavan paljon.

  5. Jorma Kilpi sanoo:

    Olen melko varma että tulevaisuus ei ole olemassa ennen kuin se tapahtuu. Siksi ajattelen evoluutiota usein hakualgoritmina. Satunnaisen muuntelun avulla elämä löytää aina joitakin yksilöitä joilla on mahdollisuus pärjätä ennustamattomassa tulevaisuudessa. Ajan ”suunta” ja evoluutio ovat melkeinpä sama asia elämän kannalta.

    Solun olemassaolo kertoo, että solu on löydettävissä valtavasta molekyylikombinaatioiden hakuavaruudesta suhteellisen lyhyessä ajassa. Samoin monisoluisuuden olemassaolo kertoo, että kunhan solun kaltainen ratkaisu on löytynyt niin monisoluisuuskin on löydettävissä.

    Hakualgoritmina evoluutiolla on sen reunaehtojen määräämä hakuavaruus ja sieltä tuntuu löytyvän toimivia ratkaisuja. Ei ehkä loputtomasti, mutta toistaiseksi tarpeeksi.

    Evoluutio (elämä) siis hyödyntää satunnaisuutta aina kun mahdollista, se mikä on (lyhyessä ajassa) löydettävissä on kuitenkin reunaehtojen määräämää.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Tuo ”hakualgoritmi” on hieno ajatus —
      Muistuttaa nobelisti Nobelisti Manfred Eigenin määritelmää, jossa tämä elämän informaatioavaruuden ulottuvuuksien ja vaihtelumahdollisuuksien tutkija määritteli elämän ilmiönä, joka hakee paikkaansa moniulotteisessa informaatioavaruudessa.

      1. Jorma Kilpi sanoo:

        Kaikki algoritmit rakentuvat neljän perusasian varaan: peräkkäisyys, valinta, toisto ja rinnakkaisuus. Nämä kaikki perusasiat ovat läsnä evoluutiossa. Yksilön geneettinen koodi, genotyyppi, on rinnastettavissa tietokoneohjelmaksi. Uusi genotyyppi perii koodia jolla pärjää jos fenotyyppi elää olosuhteissa jotka ovat samanlaisia kuin vanhemmillaan. Uusi genotyyppi sisältää myös uusia kombinaatioita ja mutaatioita jotka saattavat auttaa kun fenotyypin elinolosuhteet muuttuvat. Tältä kannalta ajateltuna (lajien) evoluutio on satunnaiskävelyä koodiavaruudessa: nykyinen tila riippuu edeltävästä tilasta mutta vähenevässä määrin aiemmista tiloista.

        Historia on toteutunut yhdellä tavalla mutta myös muut polut olisivat voineet johtaa samaan tilaan. Tulevaisuuden kannalta nykyhetken geneettisen koodin runsaus on paljon tärkeämpää kuin se miten nykyhetkeen on tultu.

        Luonnonkatasrofien kannalta reunaehto on että jotain elämää säilyy, silloin evoluutio ajautuu taas kohti geneettisen koodin runsautta uusilla reunaehdoilla.

        1. Kirsi Lehto sanoo:

          Juuri näin! Sattumanvaraista muuntelua, ja valintaa….

  6. Jari Toivanen sanoo:

    Ihminen ei todennäköisesti laskeutunut puusta hallitusti, vaan puu lahosi ja joko kaatui tai oksa ihmisen alla katkesi ja ihminen putosi puusta.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Jees — niinhän se varmastikin kävi että puut katosivat alta pois. Eivät kuitenkaan pelkästään lahoamalla, vaan niin että herkesivät kasvamasta, kun ilmasto viileni ja Läntisen Afrikan sademetsät kuivuivat savanniksi. Tämä tapahtui ilmeisesti tuhansien vuosien kuluessa. Piti sittn vaan tottua elämään ja metsästämään maan kamaralla, osana saaliiden ja petoeläinten verkostoa.

  7. Jossain mielessä elämä kehittää ’teknologiaa’ joka mahdollistaa levittäytymisen periaatteessa vihamielisiinkin ympäristöihin. Syynä tähän on valintapaine, joka suosii ’teknologisia’ mutaatioita niiden yksilöiden joukossa jotka ovat eksyneet vihamieliselle puolelle. Ensimmäinen ’teknologia’ oli ehkä solukalvo, joka mahdollisesti sen että soluneste oli erilaista kuin ympäristön neste. Jossain vaiheessa tuli lisävärkki joka mahdollisti selviytymisen hapellisessa ympäristössä ja jopa hyötymään siitä. Ja fotosynteesin tarvitsema pigmentti on sekin ’lisälaite’ verrattuna alkuperäiseen eliöön.

    Elävä otus on kuin sipuli jonka solujen sisimmäisenä on alkuliemi josta kaikki sai alkunsa, ja sen päällä on monia kerroksia ja erilaistumista. Tässä mielessä minusta tuntuu että kompleksisuuden kasvu on elämän normaali ominaisuus, ei sattumaa, vaikka kehityspolun yksityiskohdat ovatkin olleet sattumanvaraisia.

    Ihmisen kulttuurievoluutio ja teknologia on tämän kehityksen uusin askel. Sen avulla ihminen saattaa pystyä levittäytymään aurinkokuntaan, ei oppimalla hengittämään tyhjiötä, vaan oppimalla rakentamaan ympärilleen seinät joiden sisällä on hänen tarvitsemansa ilmakehä – samaan tapaan kuin solukalvo ympäröi solulimaa. Seinien rakentaminen vaatii tietyn määrän uutta kompleksisuutta. Se ilmaantuu ensin sattumalta, mutta sitten yleistyy kun huomataan että se on tapa jolla elämä voi levittäytyä taas askeleen kauemmas. Eli kompleksisuuden lisääntyminen taustalla on yksinkertaisesti darwinismi ja elämän pyrkimys levittäytyä ja lisääntyä. Kun elämä kohtaa rajan jonka se pystyy ylittämään vain lisäämällä kompleksisuutta, silloin se lisää kompleksisuutta. Lopputuloksena on entistä laajempi ja kompleksisempi biosfääri.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Hyvin sanottu. Ei siis pelkkää sattumanvaraista ajalehtimista, vaan elämän sisäänrakennettu välttämättömyys selviytyä mistä tahansa vaikeudesta, levittäytyä, lisääntyä ja vallata tilaa.

      Pekka, kuitenkin pitää argunetoida ehdotukseesi näin: monessa kohtaa ollaan samaa mieltä ja nähdään samalla tavoin näitä maailman kehittymisen lainalaisuuksia. Kuitenkin yksi perusero on tämä: sinä näet että teknisen lajin kehitys ja levittäytyminen voi jatkua rajatta kohti kosmisia ulottuvuuksia. Minä taas näen että ihminen on edelleen täysin riippuvainen monimutkaisesta eliökunnasta ja ekosysteemistä, joka pitää yllä elossa pysymisemme perustarpeita (life support supplies) – eli ruuan, energian ja hapen tuottoa, hiilen kiertoa, ja orgaanisen biomassan hajotusta. Monimutkaisisa systeemeitä, joita on kovin vaikeaa pystyttää teknisesti toimiviksi. Jos niin koetettaisiin tehdä, ja viedä koko komeus vielä jonnekin ulos avaruuden vihamieliseen (säteily, tyhjyys, kylmä) ympäristöön, tämä vaatisi niin suuria teknisiä ja taloudellisia resursseja, ettei tällä planeetalla löydy sille maksajaa (tai siis, luonnon resursseja). Ei löydy myöskään sitä ymmärrystä ja tietotaitoa, jolla tuollaiset monimutkaiset vuorovaikutus-systeemit saataisiin toimimaan luotettavasti (viittaus Biosfääri 2:een!). Josko vielä jollakin tavalla ihminen (suurin uhrauksin) saisikin perustettua itselleen saarekkeen, tai sukupolvialuksen, avaruuteen, niin sinne voisi asettua asumaan vain niin pieni yhteisö että se pian kuolisi tylsyyteen, keskinäiseen vihanpitoon — ja ainakin viimeistään, geneettiseen taantumiseen. Siispä, kaiken tämän huomioon ottaen, itse luulen että me ihmiset olemme sidottuja tämän planeetan rajoihin, aina maailman tappiin asti.

      Ensimmäiset oliot jotka ehkä voisivat ratkaista kaikki nuo ongelmat olisivat keinoäly-tyyppisiä, todennäköisesti ei-orgaanisia olentoja Voihan olla että juuri ne tulevat olemaan se seuraava uusi uljas laji joka taas laajentavat ”elo-peräisten” systeemien kompleksisuutta ja asuinalueita.

    2. Aikoina jolloin ilmasto on tasaisen lämmin ja kostea, vihamielisiä ympäristöjä on vähemmän, jolloin voisi äkkiseltään olettaa kompleksisuuden vähenevän. Mutta sademetsäkin suosii kompleksisuutta, koska siellä on niin hyvät olot että eliöt voivat keskittyä kilpailemaan keskenään. Silloin olot ovat melkein kaikkien lajien kannalta vihamieliset saalistuspaineen takia, ja taas kompleksisuus voi kasvaa.

      Massasukupuutot toki vähentävät kompleksisuutta ainakin tilapäisesti.

  8. Heikki sanoo:

    Näin hieno planeetta ja mahtava eliökunta?

    Hmm… planeetta on hieno niille lajeille, jotka ovat syntyneet ja sopeutuneet tälle palleroiselle. Jossain muualla olosuhteet voivat olla aivan toisin, ja siten myös hienous ihan muunlaista.
    Mustekalojemme, jättitursaiden, lonkerot pystyvät itsenäisiin päätöksiin ilman aivoja, hermokeskusta.
    Ihmisillä 80 kg:n monimutkainen vartalo tarvitaan pitämään hengissä 1000 miljardin neurosolun 1,3 kg:n painoisia aivoja. Hyötysuhde voisi olla parempikin.

    Mustekalojen kehityslinja erosi helmiveneistä 400 miljoonaa vuotta sitten. Hyvin ovat toimeen tulleet. Nykyihminen oppi kirjoitustaidon 10 000 vuotta sitten ja tieteen sekä tekniikan pari, kolmesataa vuotta sitten.
    Kun jossain meriplaneetalla mahdolliset mustekalat selviytyvät ehkä miljardi vuotta muita eläimiä syöden, ihmiskunnan äly tai sen puute näyttää johtavan kollektiiviseen itsemurhaan ydinsodan tai itseaiheutetun ilmastokatastrofin myötä.
    Siinä menisi myös hienon planeetan mahtava eliökunta.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Mustekalat ovat kyllä tosi fiksuja, älykkäitä ja taitavia, ja kukapa tietään miten paljon siellä olisi (ollut) potentiaalia kehittyä vaikka millaiseksi teknisesti taitavaksi lajiksi. Teknologian kehittelyssä heillä on kuitenkin aina ollut esteenä oma asuinympäristönsä. Vesi-ympäristössä ei voi käyttää tulta, eikä siis myöskään voi oppia puhdistamaan ja prosessoimaan metalleja. Ei voi kehitellä muitakaan tarkempia prosessointi- tai tuotantomenetelmiä, kun ei voi hallitusti siirtää energiaa. Luulen että tekniset sivilisaatiot eivät voi missään kehittyä vesi-ympäristössä. Vesiympäristö on ollut välttämätön UV-suoja eliökunnalla sen ensimmäisen kolmen miljardin vuoden ajan, mutta teknologinen sivilisaatio on tullut mahdolliseksi vasta sen jälkeen kun elämä saattoi nousta kuivalle maalle, sen jäälkeen kun yläilmakehään tuli riittävästi otsonia. Meidän planeettamme on sillä(kin) tavalla hieno että se tarjoaa sekä syvän meren että kuivan maan ympäristöjä – ja näin ollen mahdollisuuksia hyvin monimuotoiselle eliökunnalle.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Elämän mahdollisuudet Marsissa

12.8.2019 klo 23.17, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Niin ne olosuhteet muuttuvat aikojen saatossa, planeettojenkin mittakaavassa. Useita miljardeja vuosia sitten Marsinkin pinnalla vielä lainehti mittavan laajuinen valtameri (https://svs.gsfc.nasa.gov/13016). Planeetalla oli sen verran ilmakehää että vesi pysyi planeetan pinnalla nestemäisessä muodossa. Olosuhteet olivat ilmeisesti elämälle suotuisat.  

Mutta oliko siellä silloin elämää? Olisiko tuon mahdollisen elämän jälkeläisiä vielä piilossa jossakin Mars-planeetalla, suojassa kosteissa maakerroksissa, tai pinnanalaisissa jää-tai vesitaskuissa?

Tämä on yksi astrobiologian keskeisimpiä kysymyksiä. Syyskuun alkupäivinä Orleansissa pidettävän EANA-kokouksen (http://www.eana-net.eu/index.php?page=Conferences/conferences) puheista useimmat käsittelevät erilaisten bakteerilajien selviytymismahdollisuuksia Marsin kaltaisissa olosuhteissa. Nuo olosuhteet ovat esimerkiksi hyvin suolaisia perkloraattiliiuoksia, Atacama-autiomaan tyyppisiä kuivia, kovan säteilyn olosuhteita, tai oikeita simuloituja Marsin olosuhteita.  Kaikista kestävimmät lajit säilyvät näissä testiolosuhtiessa, jos ovat suojattuna säteilyltä.

Marsin muinaisia tai nykyisiä olosuhteita lähtee seuraavaksi paikan päälle tutkimaan Mars 2020 luotain, https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/overview/. Sen  laskeutuja-mönkijä kuljettaa mukanaan poraa jolla se pääsee kaivamaan näytteitä syvältä pinnan alta. Monenlaiset kamerat ja mittalaitteet tunnistavat mineraaleja ja orgaanisia yhdisteiä. Se kerää kiinnostavia kiviä kasaan odottamaan sitä, että jokin myöhempi lento hakee ne sieltä maahan tutkittavaksi. Tällä lennolla on tavoitteena määrittää onko Marsissa ollut koskaan elämää, tutkia sen ilmastoa ja geologiaa, ja valmistella teknologiaa ja menetelmiä miehitettyä Mars-lentoa varten. https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/science/goals/#mars2020-goal-4. Miehitetyn lennon oletetaan toteutuvan 2030-luvulla, ja se on osa NASAn pitkän aikavälin tavoitteita miehitettyjen avaruuslentojen kehittämisessä.

Näyttää siis todennäköiselle että myös ihmiset tulevat vierailemaan Punaisella Planeetalla lähivuosikymmenien aikana. Mutta tästä päästäänkin seuraavaan kysymykseen: onko ihmisen kohtalona joskus myös asettua sinne pysyvästi asumaan ja elämään? Onko mahdollista, tai todennäköistä, tai edes suotavaa, että ihmisten unelmat ja suunnitelmat Marsin siirtokunnista tulisivat toteutumaan. Näitä kysymyksiä pohditaan URSAn blogaajien kesken Long Play tiedeiltamissa Cafe Mascotissa illalla 13.8.

Ihmisen levittäytymistä Marsiin voidaan perustella useilla erilaisilla tavoitteilla, joista ilmeisimpiä lienee uuden taloudellisen ja asutustoiminnan aloittaminen, tai Marsin maaperän mineraalien louhiminen ja hyödyntäminen. Toinen, dramaattisempi perustelu on se että tuollainen kaukainen tukikohta olisi turvapaikka jossa ihmisen laji voisi säilyä jos olosuhteet Maassa tulevat elinkelvottomaksi.

Mielestäni ihmisen säilymisen mahdollisuudet kaikissa tapauksissa, kaikissa olosuhteissa, ovat kuitenkin paremmat Maa-planeetalla kuin Marsissa. Ihmisellä ei ole mitään mahdollisuutta perustaa pysyvää asutusta Marsiin. Josko vaikka olisikin teknisesti mahdollista rakentaa riittävät rakenteet suojaamaan ankaralta ympäristöltä (säteilyltä, tyhjöltä, kylmyydeltä) niin näiden tuottaminen ja ylläpitäminen pitkän huoltoetäisyyden takaa, Maasta käsin, on aivan liian kallista, täysin mahdotonta. Perustarvikkeiden, eli hapen ja veden tuottaminen Marsin paikallisista vesivarastoista voi olla mahdollista, täysin suljettujen kierrätyssysteemien avulla, mutta riittävän ravinnon tuottaminen minkään kokoiselle ihmisryhmälle ei niissä oloissa ole mahdollista.

Kotieläintuotannon vanha perusohje on että Suomen oloissa yksi ”eläinyksikkö” voidaan pitää yllä noin jalkapallokentän kokoisen peltoalan tuottamalla rehulla. Sama pätenee myös ihmisen ruuantarpeeseen. Maan tuottavuus toki vaihtelee suuresti riippuen lämpötilasta, ja hiilidioksidin ja veden, sekä typen ja muiden  ravinteiden määrästä. Marsissa kaikki nämä kasvintuotannon resurssit ovat hyvin rajalliset. Lisäresurssien rahtaaminen Maasta on niin kallista, että se on käytännössä mahdotonta.

Ne yrittäjät tai tutkijat jotka haaveilevat Marsin asuttamisesta voisivat mennä testaamaan selviytymistaitojaan Etelänapamantereelle. Siellä toki ihmiset elävät ihan mukavasti miehitetyillä tutkimusasemilla, mutta täysin muilta mantereilta tuotujen resurssien varassa. Selviytymistesti pitäisi tehdä Biosfääri 3 –tyyppisessä tukikohdassa, missä asukkaat saisivat tulla toimeen täysin omavaraisesti, apunaan vain sen verran tarvikkeita mitä yhdellä tai parilla avaruuslennolla voisi kuljettaa. Elämä olisi varmaan aika karua – mutta silti merkittävästi helpompaa kuin Marsin olosuhteissa.

2 kommenttia “Elämän mahdollisuudet Marsissa”

  1. Juhani Harjunharja sanoo:

    Kunhan ihminen oppisi elämään edes Maassa niin, että plenaattamme säästyisi pahemmilta vaurioilta. Jos niin käy, on ihmisen kehittymiselle vuosituhansien ja -miljoonien aikana varsinaiseksi ”kosmosapienssiksi” ehkä mahdollisuuksia. Mars olisi siinä tapauksessa ehkä vain pieni välietappi ”matkoilla maailmankaikkeudessa”: silloin tapahtuisi todellista universumin mittaista ”arktista aikavaellusta”.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Juuri tuo pitäisi olla ensisijainen tavoitteemme – säilyä hengissä tällä planeetalla, ja antaa muidenkin lajien säilyä. Jos koetetaan käyttää loppuun kaikki resurssit mahdollisimman nopeasti ja tehokkaasti, mukaanlukien energia, ilmakehä ja olosuhteet, niin eipä meillä ole paljoa aikaa enää viisastua ja kehitellä avaruusmatkailua eikä muitakaan tekniikoita. Nykyisellä teknologiatasolla meillä ei ole mitään selviytymisen mahdollisuutta asustaan siirtokunnissa Marsissa eikä muillakaan taivaan kappaleilla – ja sellaisen yrittäminen olisi totaalista resurssien haaskausta.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Aikavaellusta tunturipoluilla

5.8.2019 klo 17.24, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Terveiset Utsjoelta. Vierailimme siellä parin aikavalelus-aktivistin voimin, vietimme viikonloppua ja vaelsimme Utsjoen URSAn väen opastuksella uutta Arktista aikavaellusreittiä. Tämä uusi aikavaellusreitti on nyt syntymässä sinne, ikiaikaisille tunturipoluille. Mikä olisikaan sopivampi ympäristö tähän tarkoitukseen! Utsjoen hiljaisessa, pelkistetyssä vaaramaisemassa, ikiaikaisilla vuorenrinteillä on helppo kuunnella ajan siipien havinaa ja katsella maailman muutosta, kuin ulkoa päin tarkastellen.

Utsjoelle kaavailtu Arktinen aikavaellus on mittakaavaltaan samanlainen kuin Turun vastaava reitti: se kuvaa koko maailman luonnnonhistoriaa 13,8 km aikajanalla, niin että jokainen metri vastaa miljoonaa vuotta. Kuitenkin reitin asettelu maastoon on hiukan erikoinen, ja sellaisenaan mielikuvitusta kiehtova: Maailman historian viimeisimmät 8 miljardia vuotta käydään läpi 8 km mittaisella polulla joka lähtee koulukeskuksesta, nousee Annagurra-vaaran laelle ja ylätasangolle, ja laskeutuu taas Kirkkotupien kohdalla takaisin nelostien varteen. Tällä polulla ehditään käydä läpi koko Maa-planeetan historia, ja kosmista kehitystä siihen asti missä oma Linnunratamme oli muodostumassa.  Yhden päivän vaellukseksi tuo 8 kilometriä, ylös ja alas vuoren rinteitä, kiveltä kivelle askeltaen tai kiviä kierrellen onkin jo riittävä haasteellinen.

Tuossa haasteellisuudessa on se kiintoisa puoli että tämä luonnon muovaama polun pohja kaikkine esteineen symboloi maailman historiaa paljon paremmin kuin tasaisella asfaltilla vaeltaminen. Tunturipolulla voi ajatella että jokainen kivi merkkaa vastaavan pituista aikaa. 10 cm:n kokoinen kivi edustaa esim. 100 000 vuoden mittaista tavallisen jääkauden kestoa. 30 cm:n kokoinen kivi osoittaa koko oman lajimme olemassaolon pituuden, ja 1 cm:n kokoinen kiven siru osoittaa meidän koko tunnetun kulttuurimme ikää. Myös sadan tai kolmensadan miljoonan pituisille totaali-jääkausille voi maastossa hahmottaa sopivan kokoisia mittakaavoja.

Myös menneitä ilmastonmuutoksia on helppo havainnollistaa  siellä Lapin perukoilla sanomalla, että vielä 32 miljoonaa vuotta sitten trooppisen ilmaston kasvillisuus ulottui sinne Maan pohjoisimmille reunoille. Sellaisina lämpiminä kausina myös valtamerten pinta on ollut noin 100 metriä korkeammalla kuin nykyään. Meri on peittänyt suuren osan Eurooppaa, ja myös Suomenkin pinta-alaa.

Utsjoen Kirkkotuvilta vaellusreitti jatkuu vielä viisi kilometriä upean tunturikoivikon peittämää laaksoa, tunturipuron vartta myötäillen läpi kosmisen kehityksen, ja aina alkuräjähdykseen asti. Alkuräjähdyksen merkkipaalu sijoittuu tunturisolan taakse, Nammajärven laavulle. Tässäkin sijainnissa on oma symboliikkansa: emme voi jatkaa matkaa enää alkuräjähdyksestä eteenpäin, vaan joudumme palaamaan samaa polkua takaisin. Vaelluspolku on kuitenkin niin upea ja mietittävät asiat niin isoja, että tuo osuus kyllä kannattaa kävellä vaikka edestakaisin. Tämäkin on mukava ja ihan riittävä päivävaellus meille, kenen kunto ei ole enää ihan huipputasoa.

Tämä toimiva vaellusreitti on nyt siis valmiiksi katsottu ja suunniteltu Utsjoen maastoon. Utsjoen URSA hakee parhaillaan rahoitusta hankkeelle jossa he viitoittavat reitin informaatiotauluilla, toivottavasti ensi kesään mennessä. Sen jälkeen toivotammekin teille kaikille tervetuloa tunturipoluille vaeltamaan. Tarjolle saadaan myös asiantuntevaa opastusta, jotta voimme sitten yhdessä visioida ja miettiä maailman muutosta kautta aikojen, menneisyydessä. Niistä peilaten voimme ajatella myös tulevaisuudessa odottavia muutoksia.  

2 kommenttia “Aikavaellusta tunturipoluilla”

  1. Juhani Harjunharja sanoo:

    Kiitos erittäin hyvästä ja kuvaavasta kirjoituksesta!

    Terveiset Utsjoelta. Palaamme polulle toivon mukaan useammankin kerran.

    Ohcejoga Utsjoen Ursa ry:n puolesta,

    Juhani H-h

  2. Harry J Lehto sanoo:

    Onnittelut kaikille aikavaelluksen tunturivaelluksen suunnittelijoile ja vaellukselle! Hieno suoritus!

    Harry

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Outoja elämänmuotoja etsimässä

26.6.2019 klo 01.06, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Meidän oma elämämme alkoi tällä planeetalla noin neljä miljardia vuotta sitten. ”Me” tarkoittaa tässä kaikkea elämää mitä Maa päällään kantaa, tai on koskaan kantanut.

Elämä syntyi noihin aikoihin jossakin Maa-planeetalla, ei tarkkaan tiedetä missä, tai miten, mutta ilmeisesti jonkin hyvin aktiivisen kemiallisen ympäristön tuotteena. Ilmeisimmin elämän kemiaa oli käynnissä jollakin vulkaanisella tulivuorisaarella,  missä mahtavat luonnonvoimat tuottivat kaikenlaisia orgaanisia aineita. Sopivat virtaukset kuljettivat ja keräsivät niitä lammikoihin tai maaperän kerroksiin, UV-valo hajotti osan yhdisteitä pois ja rikasti toisia, haihdunta taas rikasti aineita niin että ne olivat välillä kuivia kiteitä.

Tämä kemia tuotti sen molekyyliyhteisön joka alkoi jossakin vaiheessa käyttäytyä elämän tavoin. Pitkät reaktioreitit muuttivat aineita toisikseen. Samoissa pitkään jatkuvat reaktioreitit vakiintuivat tuottamaan tiettyjä lähtöaineita ja niiden tuotteita. Tietyt molekyylit ketjuuntuivat keskenään,  jossakin vaiheessa ketjut alkoivat toimia alustoina joiden rinnalle niistä rakentui uusia kopioita. Ympäristön runsaat kemialliset tuotteet ja reaktioreitit pitivät yllä tätä monimutkaista reaktioiden ja tuotteiden verkostoa.

Kemia oli monimutkaista, mutta myös valikoitunutta sen perusteella mitä ympäristö suosi ja piti yllä. Koko monimutkainen kemiallinen verkosto  syntyi aluksi elottoman ympäristön tuotteista, mutta vähitellen (ilmeisesti pakon edessä) sille kehittyi omat synteesireitit joilla se saattoi hallitusti tuottaa vastaavanlaisia välttämättömiä molekyylejä.

Näistä perusreaktioista syntyivät ensimmäiset toimivat, eli jakaantumiskykyiset solut. Niistä edelleen ovat syntyneet kaikki solut, niin yksisoluiset kuin monisoluiset eliöt, mitä Maa-planeetalla on koskaan ollut. Ne kaikki juontavat juurensa samoista varhaisista synteesireiteistä, ja siksi ne ovat myös perustoiminnoiltaan ja koostumukseltaan samanlaisia. Täällä Maassa on olemassa vain yhdenlaista elämää. Me kuvittelemme että elämä ylipäätään, kaikkialla muuallakin, olisi tällaista samanlaista. Mutta näin ei liene laita, sillä Maan elämä on tällaista vain siksi, että se on syntynyt ja kehittynyt juuri tämän planeetan olosuhteissa.

Ensimmäisten kahden ja puolen miljardin vuoden ajan elämä tällä planeetalla pysyi yksisoluisena. Joidenkin hyvin ankarien ympäristöolojen ajamana eliökunta keksi uusia selviytymistaitoja. Näistä yksi hyvin merkittävä oli tumallisten solujen synty ensimmäisen totaalijääkauden olosuhteissa, hapen lisääntyessä ympäristössä. Toinen suuri harppaus oli monisoluisten eläinten synty, joka sekin tapahtui seuraavan totaalijääkauden olosuhteissa, ehkä noin 1,5 miljardia vuotta tumallisten solujen synny jälkeen. Näistä on sitten seurannut kaikenlaisten, kaikenkokoisten eläinkunnan eliöiden kehittyminen, kuitenkin niin että kaikissa vaiheissa suuret muutokset lajistossa ovat tapahtuneet vastineena suuriin ympäristömuutoksiin, haastaviin olosuhteisiin ja sukupuuttoihin. Se mitä nyt on olemassa on siis aikamoisen ja monivaiheisen sattuman satoa.

Nyt me hiukan älykkäiksi, ja teknisesti aika taitaviksi kehittyneet kaksikätiset eliöt olemme alkaneet ihmettelemään omaa olemassaoloamme. Tähän kysymykseen saisimme huomattavasti selkeyttä, jos tietäisimme onko ehkä muuallakin elämää. Onko elämä sellainen aineen ja energian olomuoto joka putkahtaa esiin aina kun kemialliset olosuhteet ovat suotuisat? Olisiko näitä suotuisia olosuhteita olemassa myös muualla maailmankaikkeudessa? Olisiko niitä ehkä yleisestikin, vai sattuuko nyt olemaan niin kummallisesti että se sattuivat kohdalleen vain ja juuri tällä planeetalla. Ja että näistä erittäin harvinaisista lähtöolosuhteista, kaikkien näiden suurten sattumien kautta on sitten kehittynyt laji joka osaa ihmetellä: miten, miksi ja millä edellytyksillä tässä näin on käynyt.  

Ihminen tuskailee nyt näiden perustavaa laatua olevien kysymysten kanssa: Miten ja miksi elämä syntyi, miten ja miksi se on kehittynyt tietoiseksi, mikä on tulevaisuudessa tietoisen elämän, tai koko eliökunnan kohtalo. Vastauksia näihin kysymyksiin voisimme saada vain siten että näkisimme edes jonkinlaisia elonmerkkejä muuallakin. Tiedeyhteisömme yksi suurimpia tavoitteita tällä hetkellä on löytää elämän merkkejä muilta planeetoilta.

Mutta eräs perusongelma tässä etsinnässä on se että emme tiedä, mitä sieltä pitäisi hakea. Oletamme että elämä muuallakin olisi jotakin sellaista mitä täällä Maassa esiintyy – mutta tämä oletus saattaa olla väärä. Elämä täällä on tällaista vain siksi että Maan olosuhteet ovat tehtneet siitä juuri tällaista. Tämän yhden elämän perusteella ei voi vetää johtopäätöksiä siitä, millaista se olisi muualla. Jonkin toisenlainen planetaarinen kemia tuottaisi jonkin toisenlaista elämää.

Tosin luonnonlait ja alkuaineet ovat kaikkialla samat, ja näyttää siltä että hiili ja vety ovat ne alkuaineet joista syntyy monimutkaisia ja toiminnallisia molekyylirakenteita. Mutta jos lähtökohtana olisi esimerkiksi Titan –kuun kemiallinen ympäristö, lopputuotteet olisivat jotakin ihan muuta, ja jotenkin päinvastaista, kuin mitä Maassa on syntynyt.

Filosofi Carol E. Cleland pohtii vieraan elämän yleisiä ja oletettavia tunnusmerkkejä artikkelissaan ”Moving beyond definitions in search for extraterrestrial life” (Astrobiology 19:722-729, 2019). Hän toteaa että ei kannata lähteä liikkeelle ennakko-oletuksista, joissa elämän etsinnässä hylätään kaikki sellaiset ilmiöt jotka eivät sovi meidän nykyiseen käsitykseemme ja ennakko-oletukseemme ”täällä maan päällä tunnetusta elämästä”. Näiden tunnusmerkkien rajoissa monet oudot ilmiöt tulkittaisiin vain ympäristön tuottamina kummallisina tai erikoisina artefakteina.

Monenlaisia kummallisia ympäristön tuotteita saattaa esiintyä, ja löytyä näytteissä jotka tulevat oman elinpiirimme ulkopuolelta. Outoja olosuhteita edustavat esimerkiksi hyvin vanhat näytteet Maasta, tai vaikkapa Marsista. Myös tulevaisuudessa eksoplaneetoilta saatavat havainnot voivat olla hyvinkin kummalllisia. Kuitenkin juuri kummallisuudet, anomaliat, ovat niitä joiden perusteella elämän kaltaiset prosessit voivat erottua ympäristön fysikaalisista ja kemiallisista prosesseista. Näytteen tai ilmiön kummallisuus ei vielä kerro sitä että se olisi elämän tuottama. Havaintoa ei kuitenkaan kannata hylätä siksi että se ei ilmeisesti ole ainakaan ”tavanomaisen elämän” tuottama, sillä toinen mahdollisuus on se että se on jonkin toisenlaisen tai kummallisen elämän tuottama.

Kummaliset ilmiöt, ovatpa ne sitten vanhoja tai nykyisiä, ovatpa ne lähellä tai kaukana, voivat olla ilmentymiä prosesseista joissa aine ja energia käyttäytyvät jollakin oudolla, joskin luonnollisella termodynamiikan ja informaation ohjaamalla tavalla. Sitten olemmekin jo perustavaa laatua olevan kysymyksen äärellä: emme tiedä mitä elämä pohjimmiltaan on, ja miten sen voisi määritellä. Mistä tietäisimme edustavatko oudot havainnot jotakin outoja elämänmuotoja, ja millä perusteella tällaisen voisi tunnistaa tai määrittää elämäksi.

16 kommenttia “Outoja elämänmuotoja etsimässä”

  1. Kim sanoo:

    Kiitoksia tästä mielenkiintoisesta blogista!

  2. Marko Miskala sanoo:

    Kiitos. Mielenkiintoista luettavaa. Tulee mieleen aiemmin lukemani Valtaojan tekstit. Mutta näitä tarvitaan meille ei tutkijoille luettaviksi. Lisää, kiitos.

  3. Aleksi Elovaara sanoo:

    Tuo elämän määritelmä on kiintoisa kysymys: olisiko esim. kiteiden kasvu joissain olosuhteissa elämää? Lisäksi voi olla monia tuntemattomia ja kuviteltavissa olemattomia muotoja ”elää”.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Moi! Niinpä— määrittely on vaikeaa kun on voin yksi esimerkki tiedossa. Siis, toistaiseksi, se on ihmisten vapaasti itse päätettävissä mitä elämä on…

  4. Lasse Reunanen sanoo:

    Tiedämme kuitenkin, että elämää säätelee yhtäläisesti luonnonlait. Voimme ajatuksissamme olla kaikkivoipia, mutta mikäli elämään sisältyviä rajoituksia tietoisesti tai tiedostamattamme ylitämme niin siihen muodostuu tasaavia vastavoimia (toisinaan kyseisen ns. ylittävän elämän päättävääkin).

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Niinpä. Astrobiologia-kirjastani lainaus: ”Paleontologi Peter Ward esittää ajatuksen, että jos teknisiä sivilisaatioita syntyy, ne myös aina häviävät hyvin nopeasti, koska ekologiset lainalaisuudet hävittävät pois liian dominoivat ja haitalliset tekijät. Hän kutsuu ilmiötä nimellä ”Suuri Filtteri”. Teknisten sivilisaatioiden lyhytikäisyys selittäisi Fermin paradoksin, eli sen miksi älykkäät elämän muodot ovat hyvin harvinaisia maailmankaikkeudesta. Se siis johtuisi siitä, että tällaiset lajit syövät loppuun oman planeettansa resurssit. Onko tämä jonkinlainen luonnonlaki, jolle emme mahda mitään? Voiko tekninen sivilisaatio ja maailman tilaa ymmärtävä ihminen selvitä totaalisen tuhon uhkasta, jonka se on itse aiheuttanut?”

      1. Kysymykseen ei liene yleispätevää vastausta, mutta niin kauan kuin on elämää on toivoa -sanonta sopii tähänkin.

        Vaikka ihminen on biologinen olento, hänen kehityksensä veturi on kulttuurievoluutio, jolle biologinen evoluutio näyttää olevan alisteinen. Ihmisen pitkä sukupolvi eli pitkä lapsuus voi olla biologinen sopeutuma tähän. Pitkä sukupolvi ja pitkä elinikä hidastavat biologista evoluutiota, mikä on sinänsä haitta. Mutta haitta ilmeisesti enemmän kuin korvautuu sillä että pitkä elinikä mahdollistaa viisauden paremman kertymisen ja sitä kautta nopeamman kulttuurievoluution.

        1. Kirsi Lehto sanoo:

          No niin, toivoa toki on. Ja suuria visioitakin, ja mahdollisuuksia. Kukapa tietää mitä tästä vielä tulee.

          Kuitenkin, evoluution suhteen meidän pitää kait myös muistaa että emme ole vain pelkkä erillinen laji, vaan myös sidoksissa koko eliökuntaan, ja planeetan olosuhteisiin. Viimeisen 50 vuoden tekninen ja tieteellinen kehitys (kulttuurievoluutio) näyttää siltä että vain ”taivas on rajana” kaikelle edistykselle. Kuitenkin tuo 50 vuotta on häviävän lyhyt aika kaikenlaisen evoluution mittakaavoissa. Biologisesti emme ole muuttuneet juuri ollenkaan lajimme historian aikana, joka on 300 000 vuotta – ja aika vähän edes viimeisen miljoonan vuoden aikana. Mutta ihmisen aikana eliökunta on muuttunut totaalisesti, ja planeetta alkaa nyt hakea uusia tasapainotiloja. Näistä varmaan voidaan selvitä kultuurievoluution keinoin — jos aletaan ymmärtää planeetan kantokyvyn rajoja.

  5. Niin, ihminenhän on biologisesti melko hitaasti kehittyvä laji, koska sukupolvi on pitkä. Mikrobien jakautumisperiodi on jopa vain puoli tuntia eli jopa puoli miljoonaa kertaa ihmistä nopeampi, ja niiden biologinen evoluutiotahti kilpaileekin melko tasapäisesti ihmisen tekniikan kanssa, esim. antibioottien ja antibioottiresistenssin kilpajuoksu.

    Minusta kulttuurievoloivan ihmisen ilmaantuminen maapallolle on jollain tavalla samantasoinen muutos ja vallankumous kuin mitä monisoluisten eläinten leviäminen oli kambrikaudella. Monisoluinen eliö on tavallaan vain yksisoluisten muodostama runkokunta, mutta on esim. sillä tavoin kvalitatiivisesti erilainen että se kokee aina yksilön kuoleman. Sitähän yksisoluinen eliö ei tee, vaan niille syntymä ja kuolema ovat yksi ja sama asia, eli jakautuminen. Toki yksisoluinenkin eliö voi kuolla ja usein kuoleekin ympäristöoloista johtuen, mutta kuitenkin kaikki nykyiset soluyksilöt ovat eläneet ”aina” ja vain askel kerrallaan mutatoituneet matkalla. Vähän samalla tavalla ihminen muodostaa kulttuurillisia yhteisöjä, joilla on oma, yksilöistä riippumaton elinkaarensa. Vaikka kulttuuri perustuu biologiaan, on se kuitenkin oma käsitemaailmansa. Vähän samoin kuin monisoluisten eliöiden luonnetta ei kunnolla voi ymmärtää jos tarkastelee niitä vain yksisoluisten muodostamina runkokuntina.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Hei! Tämä on tosi kiintoisa ajatus… tietoisuus, kulttuuri ja teknologia omana elämänmuotonaan, tai uutena kompleksisuuden tasona. Jees. Silti se on edelleen kaikista alemmista olemisen muodoista riippuvainen, sekä itsessään, että ympäristössään. Ja riippuvuudessaan hauras ja haavoittuva – joskin myös kaikkia muita tasoja kyvykkäämpi. Tällä tavalla se olisi uusin evoluution tuottama selviytymiskeino. Kiintoisa ajatus…
      … Ja tietysti: kulttuurinen ja tekninen sivilisaatio on biologisen evoluution tuotetta sikäli että se on syntynyt vasta sitten kun biologinen evoluutio teki sen mahdolliseksi, eli kehitti isot aivot, kädet, pystyssä kävelevän ruumiinrakenteen, ja puheeseen taipuvan kurkun pään.

      Nyt tämä kulttuurinen evoluutio kaikkine keksintöineen etenee ennennäkemättämän nopeaa vauhtia. Tämä nopeus liittyy siihen että keksinnöt voidaan tehdä porukoissa ja jakaa yhteisöissä, ja nyt koko lajin kesken, maailmanlaajuisesti.

      Biologiseen evoluutioon verrattuna siinä on myös se ero että se (ehkä, hiukan) pystyy suunnittelemaan omaa kehityssuuntaansa, ja ennakoimaan muutosten hyötyjä ja haittoja.

  6. Valtavan paljon samaa mieltä olen noista kahdesta viimeisestä kappaleesta. Asia on juuri niinkuin niissä sanot. Yhtään sanaa enkä sulkumerkkiä en muuttaisi. Teknoevoluution voima on väkevä verrattuna biologiseen evoluutioon, mutta kyky suunnitella omaa kehityssuuntaa on tasoa ”(ehkä, hiukan)”. Tämä ihmisten pitäisi tajuta.

  7. A. Karhumaa sanoo:

    Peter Wardin nimeä seuraamalla eksyin tällaiselle saitille:
    http://microbes-mind.net/
    Osa foorumien aiheista sivuaa aihetta?

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Suuria ja kiehtovia kysymyksiä. Vaikeita tutkia, ilmeisesti näitä voi lähestyä informaatioteorian tai verkostotutkimuksen avulla. Kaikki elämän kehittyminen näyttää liittyvän jonkinlaisiin moniulotteisiin verkostoihin. Uskoisin että myös tietoisuus liittyy – on vain vaikea tutkia miten…

  8. Timo Vottonen sanoo:

    Fred Hoyle kirjoitti Musta pilvi -romaaninsa saatesanoissa, ettei keksi yhtään syytä, miksei kaasumainen pilvi voisi olla älykäs. Nykyisin elämää pidetään mahdollisena siellä, missä on juoksevassa muodossa olevaa vettä. Onko niin, etteivät kaasut oletetuksen mukaan pysty muodostamaan elämän vaatimia tarpeeksi monimutkaisia rakenteita? Vai onko niin, että elämän löytyminen planeetalta, joka on juoksevan veden kannalta oikealla etäisyydellä emotähdestään, on todennäköisintä, mutta kaasumainen elämä olisi astrobiologien mukaan silti mahdollinen?

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Aineiden kaasumainen muoto on periaatteessa sellainen että molekyylit eivät ole sitoutuneet toisiinsa vaan liikkuvat vapaasti toistensa suhteen. Mitkään rakenteet eivät siis ole pysyviä — ja ainakin nykyinen käsityksemme on että elämä edellyttää jonkinlaista rakenteisiin perustuvaa toiminnallisuutta. Kaasulla ei siis voi olla pysyviä toimintoja, eikä mitään itseään (omia rakenteitaan) ylläpitäviä toimintoja.
      Älykkyys taas, samoin kuin tietoisuus, ovat vaikeita käsitteitä. Ei ole olemassa ainakaan mitään näyttöä siitä että pelkkä aine, ilman rakenteita, voisi olla älykästä.

  9. Pentti S. Varis sanoo:

    Arto Annilan näkemys syistä, miksi elämä ilmestyi. (Ei niinkään, miten). Elämä on siis luonnon yleinen ilmiö niin kuin kaikki muukin. Dan Brownin kirjassa ’Alku’ esitelty fyysikko Jeremy England käsittää elämän synnyn aika paljon samalla tavalla.

    https://phys.org/news/2008-12-life.html

    https://www.mv.helsinki.fi/home/aannila/arto/

    https://www.google.fi/search?source=hp&ei=fYRIXZ-5OPGorgS-s4aYCw&q=jeremy+england&oq=je&gs_l=psy-ab.1.1.35i39j0i67l2j0i131i67j0i131j0i67j0l2j0i67l2.1856.3245..8224…0.0..0.128.317.1j2……0….1..gws-wiz…..0.tlRB0TTI_gY

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Kesäyön aurinkoa Marsissa

17.6.2019 klo 08.41, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Näin keskikesön aikaan täällä pohjoisilla leveysasteilla saamme ihastalla ja ihmetellä oman ympäristömme suurta elinvoimaa ja energiaa: on valoa, on vihreyttä. Pellot ja metsät sitovat aurinvaloa niin että rytisee, ja tuottavat biomassaa. Tämä pitää yllä meidän omaa lajiamme, ja me osaavat ihmiset hyödymme sitä lukuisilla tavoilla Toki tuo biomassa pitää yllä kaikenlaista muutakin elämää, ensinnäkin kaikkea sitä vihreyttä itseään, sekä kaiken eläinkunnan, kaikenkokoisen ja monimuotoisen, sekä kesyt että villit eläimet. On sopivan lämmintä, kaunista ja ihanaa. Kaikki me tässä ajassa elävät eliöt olemme sopeutuneet elämään juuri näin. Tämä on lintukoto, missä kaikki tuntuu olevan hyvin.

Tämän ihanuuden keskellä tulee mieleen taas se, että jotkut tahot ihan tosissaan suunnittelevat ja miettivät sitä, miten ihminen voisi sopeutua elämään Marsissa. Astrobiologian näkökulmasta Marsiin meno  on tietysti perusteltua ja tärkeääkin. Tätä ajaa tietämisen pakkomielle: olisi suuresta merkityksestä, jos tietäisimme onko sielläkin, aivan toisenlaisissa ja karuissa oloissa elämää. Koko olemassa olomme tulisi ehkä selkeämmäksi, jos saisimme selville olisiko tuo toisen planeetan elämä perustaltaan samaa kuin on tämä elämä minkä täällä Maan päällä tunnemme, vai olisiko se erilaista.

Marsista löytyvä elämä ehkä antaisi osviittaa myös siihen, millaista elämää meidän kannattaisi koettaa havaita muualta, muista vieraista maailmoista, tai eksoplaneetoilta: pitäisikö sieltä tähyillä jokakin sellaista joka toteutuu samanlaisen biokemian varassa kuin täällä maassa, vaiko ehkä jotakin ihan muuta. Marsista ehkä löytyvä elämä ehkä hiukan selventäisi kysymykstä siitä, miten elämään ylipäänsä pitäisi määritellä, ja millä perusteella sitä voitaisin havaita.  Tosin, Mars on niin lähellä Maata että se ei suinkaan kerro meille vielä elämän koko tarinaa. Onhan mahdollista että sama eliökunta on levittäytynyt näille naapuriplaneetoille. Jos näin on, se taas kertoisi paljonkin siitä, mihin kaikkeen tämä tällainen elämä saattaa sopeutua.

Joka tapauksessa: jos Marsisssa on elämää, se lienee asustanut siellä jo lähes niin kauan kuin tuo planeetta on ollut olemassa. Se on kotiutunut sinne, ja viihtyy siellä yhtä hyvin kuin me viihdymme täällä keskikesän ihanuudessa.

Seuraava suuri periaatteellinen kysymys on se, olisiko meillä oikeutta asettautua sinne asumaan ja muuttaa olosuhteita ja lajistoa niin, että paikalliset lajit  katoaisivat. Näinhän me ihmiset olemme tehneet täällä Maassa. Emme ole olleenkaan epäilleet oikeutustamme siihen. Lähtökohtaisesti pidämme elämän perusominaisuutena ja oikeutena sitä, että vahvimmat valtaavat maan ja ottavat käyttöönsä kaiken, minkä tarvisevat (kuten eräässä kasakka-sananalaskussa: kaiken mikä on irti). Voittajat määräävät sen miten maailma kehittyy eteenpäin. Selviytyjät kirjoittavat sekä fossiilihistorian, että tiedostetun ja muistiin merkityn historian.

Ehkä kuitenkin asioiden tiedostaminen ja ymmärtäminen vähitellen myös vähentävät hyväksikäyttämisen oikeutta, ja lisäävät suojelemisen velvollisuutta.

Täällä Maassa planeetan suojelemisen näkökulmaa ja velvollisuutta lisää myös se, että alamme jo ymmärtää myös oman kohtalonyhteytemme koko planeetan eliökunnan kanssa. Viimeisen sadan vuoden aikana ihminen on valloittanut planeetan lähes kokonaan itselleen – mutta kaiken ”herruus” ei olekaan meille eduksi, koska oma lajimme on riippuvainen koko biosfäärin hyvinvoinnista.  Tälläkin planeetalla voisimme muuttaa elämäntapamme planeetan häikäilemättömän hyväksikäytöstä planeetan intohimoisen suojelun suuntaan.  Voisimme alkaa ajatella että planeetan monimuotoinen eliökunta, sen maa- ja kallioperä ja sen suuret geologiset prosessit ovat oma itsellinen olemassaolon muotonsa, jotka eivät ole kenenkään omistettavissa, vaan josta meidän tietoisten olentojen kuuluu pitää huolta. Vähän samaan tapaan miten alkuperäiskansat ovat joskus aikoinaan ajatelleet.

Kaikista hulluin on se ajatus, että meidän pitää vallata Mars, jotta voimme muuttaa sinnen sitten kun me pilaamme tämän planeetan asuinkelvottomaksi. Korkean säteilyn takia siellä sitten elettäisiin jossakin suljetuissa luolissa tai pinnan alla tunneleissa. Siellä meillä ei olisi mitään.  Ei valoa, ei lämpöä, ei vapaata vettä, ei ilmaa eikä tuoksuja, ei muita lajeja, ei raitista ilmaa missään, ei naapureita. Olisi vain haiseva, paikallaan kiertävä sisäilma, ja loputon taistelu hengissä selviämisestä. Tällaista loppusijoituspaikkaa on aiemmin kutsuttu vankityrmäksi tai kuolemanselliksi.

Marsissa asuminen on siis mielestäni kammottava ajatus. Ihmiset sinne kuitenkin vielä menevät, ainakin käymään joksikin aikaa. Ensiksi ei mennä asustelemaan, vaan jostakin aiheellisemmasta syystä, eli tutkimaan ja ymmärtämään asoita ja olosuhteita. Itse kuvittelen että eräs valoisampi vaihtoehto tällaisen retkikunnan asuinpaikaksi olisi kesäaikaan napajäätikön alla olevassa jää-luolassa. Kesäaikaan aurinko ei laske napa-alueilla, se valaisisi tehokkaasti, ja ohuen ilmakehän ansiosta se lataisi tehokkaasti aurinkopaneeleja, jos ne käännetään kohtisuoraan aurinkoa kohti. Valoa, energiaa ja lämpöä siis riittäisi. Paksu jäätikkö riittäisi säteilysuojaksi, ja jäästä sulava vesi olisi lähellä saatavissa. Tosin tuo lienee niin herkkä ympäristö että siellä pitäisi elää hyvin nätisti. Ja valoisaa päivää riittäisi vain vajaa puoli vuotta. Sitten pitäisi siirtyä vastakkaiselle napajäätikölle.

Mutta HEI, jokatapauksessa: toivottelen kaikille ihanaa juhannusta. Nautitaan nyt oikein tietoisesti tästä upeasta planeetasta!

5 kommenttia “Kesäyön aurinkoa Marsissa”

  1. Marsin pinta tai paremminkin pinnan alle kaivettu luolasto on tosiaankin huono paikka asumiselle. Ihmiselle vääränsuuruinen painovoima surkastuttaa lihakset ja luut, auringonvalon saannissa on taukoja, ja laskeutuminen ja nousu planeetalta ei ole yksinkertaista. Pahin on tuo vääränkokoinen painovoima. Aikuiset pysyvät siellä kyllä hengissä, mutta Marsissa kasvaneet lapset eivät kehittyisi normaaleiksi eivätkä voisi aikuisena muuttaa Maahan tai muuhun 1g-ympäristöön vaikka haluaisivat. Vanhemmat toivottavasti tajuavat tämän ajoissa eivätkä hanki Marsissa lapsia. Mutta siirtokunta ilman lapsia ei ole mikään siirtokunta.

    Vaikka Marsin ilmasto jotenkin onnistuttaisiin maankaltaistamaan, väärän painovoiman ongelma jäisi edelleen. Lisäksi, vaikka olisin väärässä kaikessa muussa mitä sanon, Mars on Maata pienempi, joten siellä on vähemmän elintilaa. Siten se ei olennaisesti helpottaisi väestöpainetta eikä tarjoaisi merkittävää lisäystä elintilaan.

    Jos Maan ulkopuolelle mennään asumaan, ei kannata mennä taivaankappaleen pinnalle, vaan kannattaa suosiolla rakentaa keinotekoisia suuria pyöriviä avaruusasemia, joissa on keinopainovoima. Silloin mitään edellä lueteltuja ongelmia ei ole. Rakentamiseen tarvitaan tosin enemmän materiaalia kuin Marsin pinnalla, mutta sitä saa asteroideilta, mukaan lukien Marsin kuut Phobos ja Deimos. Kaivostoiminta ja materiaalien prosessointi on vain tekninen haaste, joka voidaan ratkaista.

    Marsin maisema saattaa muistuttaa etäisesti jotain jenkkiläistä autiomaata ja vaikuttaa siten jotenkin kotoisalta. Tähän romanttiseen retkuun ei kannata mennä, vaan kannattaa katsoa faktoja. Sama pätee muihinkin planeettoihin, lähes varmasti myös kaikkiin järkevän etäisyyden päässä oleviin eksoplaneettoihin. Niiden maisemat saattavat muistuttaa Maata ainakin taiteilijoiden kuvitelmissa, mutta en pysty kuvittelemaan tilannetta jossa ihminen kykenisi maankaltaistamaan jonkin satojen valovuosien päässä olevan eksoplaneetan ja matkustamaan sinne suuressa (tai edes pienemmässä) mittakaavassa – ja samaan aikaan olisi kykenemätön rakentamaan omaan aurinkokuntaamme yksinkertaisia pyöriviä asumissylintereitä!

    Ajatus asumisesta vieraan taivaankappaleen pinnalla ei näytä realistiselta, mutta samaan aikaan pidän ihmisen laajaa levittäytymistä Maan ulkopuolisiin asumuksiin mahdollisena ja todennäköisenäkin kehityskulkuna.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Tuo linkkaamasi artikkeli kyllä kannattaa lukea kokonaan! Mahtavaa, viisasta pohdiskelua ihmisen paikasta maailmassa, kosmisten ulottuvuuksien keskellä. Tarvitsemme perspektiiviä, filosofiaa, ja kunnioitusta kaiken olevan edessä, sekä avaruudessa että täällä Maassa. Pelkkä valloitus- ja hyväksikäyttöpolitiikka ei johda muuhun kuin eksistentiaaliseen tyhjyyteen, merkityksettömyyteen ja nihilismiin, ja kaiken tuhoutumiseen. Kiitos tuosta linkistä!

  2. revi sanoo:

    Eilen ostettu, Yuval Noah Hararin Sapiens, Ihmisen lyhyt historia, kertoilee samasta;
    tietämisestä,
    Ei luulemisesta, uskomisesta, olettamisesta, kuvitelemisesta (synon.)

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Hararin ”Sapiens” on mainio kertomus ihmisen lajin historiasta. Siitä perpektiivistä peilautuu hyvin se miten lyhyt on tämän meidän teknisen ja erityisesti post-teollisen sivilisaatiomme historia. Vaivaiset sata vuotta on tehty tätä tehokasta tieteellistä ja teknistä maailman valloitusta — ehkä parikymmentä vuotta digitaalista ja virtuaalista – ja maailman kestävyyden rajat alkaavt nyt jo tulla vastaan.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Astrobiologiaa Euroopassa

31.5.2019 klo 18.22, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

No niin, eurooppalainen astrobiologia etenee nyt rymisten kohti tieteen tuntemattomia rajoja.

Asiasta kiinnoostuneet tahot kokoontuivat kuluneella viikolla Tsekin Liblicessä, ja perustivat euroopan astrobiologiainstituutin. Sen tiedot löytyvät täältä:

http://europeanastrobiology.eu/ga2019/index.html

Mukana on paljon väkeä Euroopan suurista tutkimuskeskuksista. mm. DRL:stä (Saksan ilmailu-ja avaruustutkimusinsituutti), UK:n uudesta, vasta perusteilla olevata astrobiologiakeskuksesta, Espanjan astrobiologiakeskuksesta, Ranskan luonnontieteiden tutkimuskeskuksesta CNRS:stä, Belgian vastaavasta tutkimuslaitokseasta, Italian kansallisesta astrofysiikan tutkimuslaitoksesta, Tsekin tiedeakatemiasta ja lukuisista muista tavallisista yliopistoista. Suomesta on toistaiseksi ilmoittautunut mukaan Turun yliopisto. Instituutin katto-organisaatio on ESF.

Tuohon instituuttiin on nyt perustettu aika monta työryhmää – tässä listattuna selvyyden vuoksi alkuperäisellä englanninkeilisellä nimellään:

  • Formation and Evolution of Planetary Systems and Detection of Habitable Worlds
  • The Pathway to Complexity: From Simple Molecules to First Life
  • Planetary Environments and Habitability
  • Evolution and Traces of Early Life and Life under Extreme Conditions
  • Biosignatures and the Detection of Life beyond Earth
  • Historical, Philosophical, Societal and Ethical Issues in Astrobiology

Sekä joukko toimintaryhmiä:

  • Policy and Funding
  • Education
  • Field work and Field Site Management
  • Access to European Research Infrastructures and Analysis Facilities
  • Outreach, Media and Corporate Identity
  • Dissemination and Intellectual Output
  • Industry Liaison

Nämä koko EAI:n nyt järjestäytyvät ja aloittavat raivokkaan rahoituksen hakemisen, aloilla joilla kunkin johtohenkilöt ovatkin tietenkin jo vanhoja toimijoita. Näihin ryhmiin on varmasti helppo assosiotua ihan vain ottamalla yhteyttä kunkin ryhmän johtajaan, joiden nimet pian ilmestynet tuonne verkkosivulle)

Toinen mainittavan suuri taho tämän alan tutkimuksessa on Europlanet – joka EU:n rahoittamien Research Infrastructure (RI) ohjelmiensa puitteissa toimii merkittävänä avaruustutkimuksenrahoittajana Euroopassa. Se järjestää myös vuotuisia Euroopan avaruustutkimuksen kongresseja https://www.europlanet-society.org/european-planetary-science-congress/. Vuonna 2021 tämä kokous järjestetään Helsingissä, paikallisena järjestäjänä toimii ilmatieteen laitos.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Tervetuloa aikavaellukselle

12.5.2019 klo 18.51, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Tulevana lauantaina, 18.5., vietetään Tuorlan observatoriolla/tiedekeskuksessa kaiken kansan tiedepäivää. Päivän teemana on Muuttuva Maailma. Se varsinaisena aiheena on uuden lyhyen (1,38 km) aikavaellusreitin avaaminen. Tämä reitti sitten myös esittelee maailman muutosta, kautta aikojen. Tarjolla on opastettuja vaelluksia aikavaellusreitillä, planetaarioesityksiä, tiedepajoja ja pullakahvia.

Nykyään elämme maailmassa suuren muutoksen aikoja. Muutos ei tunnu ollenkaan mukavalle ajatukselle, se huolestuttaa ja pelottaa. Sen syitä on vaikea ymmärtää, ja sen seuraukset ovat tuntemattomat, niinkuin tulevaisuus aina on.

Maailman muutosta on kuitenkin helpompi hahmottaa ja ymmärtää jos katsomme ajassa taaksepäin: geologisten aikakausien mittakaavassa koko maailman tila muuttuu jatkuvasti. Mantereet vaeltavat paikasta toiseen, planeetan ilmakehän koostumus ja ilmastotyypit vaihtelevat lämpimistä ”kasvihuoneolosuhteista” pitkiin jääkausiin. Lajisto muuttuu aina sellaiseksi joka kulloisissakin oloissa voi selviytyä.

Nykyinenkin lajisto on  aiempien ilmastonmuutosten tuottamaa. Me ”ajattelevat ja viisaat ihmiset” (Homo sapiens) ja meitä edeltäneet esi-isälajit olemme kehittyneet ilmaston aiheuttamissa  muutospaineissa. Noin 6 miljoonaa vuotta sitten viilenevä ja kuivuva ilmasto  muutti itäisen Afrikan  sademetsät kuivaksi savanniksi. Tässä vaiheessa ihmisten kehityslinja erosi isojen apinoiden, eli simpanssi-serkkujen kehityslinjasta. Ilmaston jäähtyminen edelleen  pakotti varhaiset esi-ihmiset siirtymään asumaan savenneilla, kävelemään pystyasennossa ja kehittymään älykkäämmiksi ja taitavammiksi metsästäjiksi ja keräilijöiksi.

Kun olosuhteet kävivät riittävän haasteellisiksi, ihmisen esi-isät ja pikkuserkut (mm. Homo erectus, H. neanderdalis, H. denisovan) vaelsivat kauas maailman ääriin. Jääkausiin liittyvät matalat merenpinnat sallivat vaeltamisen uusiin maailmoihin, mm. Indonesian saaristoon, Australiaan, ja Amerikan mantereelle.

Maanviljelys ja paikallaan pysyvä kaupunkimainen asutus puolestaan alkoivat mannerliikkeiden muokkaamissa viljavassa jokilaaksoissa Mesopotamiassa n. 10 000 uotta sitten. Seuraavien vuosituhansien aikana suotuisat viljelyolot maailma viljavissa jokilaaksoissa auttoivat ihmiskuntaa kasvamaan laajemmaksi, viisaammaksi ja taivammaksi.

Viimeisimmät 10 000 vuotta, eli koko ajan maanviljelyn alkamisen jälkeen, olosuhteet ovat olleet niin tasaiset ja suotuisat, että ihmiskunnan positiivinen tekninen kehitys on saattanut jatkua keskeytyksettä. Ihmisten määrä, elintaso ja vaikutusvalta planeetalla ovat kasvaneet ensin hitaasti, ja viimeisen sadan vuoden aikana räjähdysmäisesti. On keksitty globaali kaupankäynti, tieteet, taiteet ja teknologia, joka nyt mahdollistaa melkein mitä vain. Meillä ihmisillä voi olla sellainen käsitys, että hallitsemme planeettaa.

Kuitenkin maailma muuttuu edelleen. Ilmasto on muuttumasa lämpimämpään ja kosteampaan suuntaan, ja  ilmaston muutokset aiheuttavat aina muutoksia myös eliökunnassa. Edeltävä voimakas lämpeneminen planeetalla tapahtui Plaeoseeni-Eoseenikausien vaihteessa, n. 55 miljoonaa vuotta sitten, kun lämpötila nousi noin 200 000 vuoden ajaksi peräti 5-8 astetta aikaisempaa korkeammalle. Tätä ilmastonmuutosta pidetään mahdollisena mallina nyt käynnissä olevalle tilanteelle.

Eeoseenikauden aikana (55-34 miljoonaa vuotta sitten) ilmakehän hiilidioksidipitoisuus vaihteli välillä 400 – 4000 ppm. Lähes koko kauden ajan ilmasto pysyi lämpimänä, ja meren pinnat olivat korkealla. Erityisesti korkeille leveysasteille ilmasto oli trooppista: Euroopassakin kasvoi sademetsiä ja mangrovemetsiä. Hedelmäkasvit ja pähkinät olivat yleisiä, nisäkkäiden ja lintujen lajiutuminen jatkui. Monet tutuista nisäkkäistä ilmestyivät lajistoon. Muuttuvat olosuhteet siis ajavat lajien muuttumista ja tuottavat uutta lajistoa. Evoluutio on ihmeellisesti pystynyt aina tuottamaan uusia ratkaisuja, ja luonto on aina vallannut uudelleen sen tilan mistä entiset lajit ovat kadonneet.

Nykyisessä tilanteessa ihminen hallitsee maan käyttöä niin tehokkaasti, että uusien luomu-lajien kehittymiselle ei enää ole juurikaan mitään tilaa olemassa. Ilmaston muutoksen aiheuttama kehitys tulee ilmeisesti olemaan lähinnä teknologian kehittymistä – ja eliökunta ja hallitseva lajisto tuleekin ehkä selviytymään  juuri tämän kehityksen avulla. Ja tietenkin, myös teknologia kuuluu kokonaiseen ekosysteemiin ja elinympäristöön.  Tällaisen kehityskulun kautta syntyy oikeasti teknisen sivilisaation hallinnoima planeetta. Toivottavasti kyseinen sivilisaatio oppii sopeutumaan planeetan suuriin geologisiin ja ilmastollisiin lainalaisuuksiin.

Tervetuloa lauantaina Tuorlaan yhdessä ihmettelemään menneiden maailmoiden suuria muutoksia.

2 kommenttia “Tervetuloa aikavaellukselle”

  1. Juhani Harjunharja sanoo:

    Kiitos kutsusta, mutta Utsjoelta on sen verran pitkä matka Turkuun, että jäämme tällä erää suunnittelemaan tuota Arktista aikavaellusta… 🙂

    Mukavaa aikavaellusta teille!

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Kiitos kommentista! Artista odotellen… se onkin sitten paljon jylhempi kokemus…

      Terv. Kirsi

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Ihmisen muuttuva maailma

30.4.2019 klo 08.30, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Me ihmiset katselemme ja ymmärrämme ympäristöämme lähinnä vain oman lajimme aika-perspektiivistä. Meitä kiinnostaa parhaillaan vallitseva tilanne ja sen viimaikaiset muutokset, eli sellainen lähihistoria joka jotenkin liittyy omaan kokemuspiiriimme. Planeettamme vanha historia, sen suuret muutokset ja pitkät geologiset aikakaudet ovat meille vieraita ja käsittämättömiä. Me usein oletamme että planeetan olosuhteet ovat aina olleet jotakuinkin sellaiset kuin ne nyt ovat.

Meidän on vaikea huomata ja tunnistaa edes niitä muutoksia, joita oma lajimme on tällä planeetalla aiheuttanut. Kaikki ihmisen rakentama kulttuurimaisema, maatalous, teollisuus, liikenne ja teollisuus koetaan aikaansaannoksiksi ja saavutuksiksi, missä ihminen on kesyttänyt ja ottanut hyötykäyttöön planeetan villejä resursseja. Niistä saatu hyöty on saavutettu etu, josta meillä on oikeus pitää kiinni  ja tietenkin, rakentaa lisää kaikkea sellaista, mistä hyötyä voidaan saada lisää.

Viimeisen sadan vuoden aikana olemmekin saaneet aikaan valtavan suuria muutoksia planeettamme olosuhteissa, ja lajimme on näistä muutoksista valtavasti hyötynyt. Ihmisten määrä on lisääntynyt  maailmassa 1,65 miljardista 7,4 miljardiin (https://ourworldindata.org/world-population-growth). Kansojen keskimääräinen kansantuote on kasvanut eksponentiaalisesti, näin ainakin kaikissa länsimaissa (https://ourworldindata.org/economic-growth).  1950-luvulla käynnistyneen vihreän vallankumouksen, eli kaikenlaisten uusien kasvintuotantomenetelmien valtavat alat planeetan pintaa ovat peittyneet viljelykasvien monokulttuureihin. Näiden ansioista satotasot ja ruuan tuotanto ovat nousseet moninkertaisiksi.

Ihmisten oma elintaso ja kulutustaso on myös noussut ennennäkemättömän tasolle. Runsaan ravinnon ja terveydenhoidon ansiosta myös ihmisten terveyden tila on merkittävästi parantunut: enää ei tarvitse kuolla haavoihin, kulkutauteihin tai tulehduksiin. Ihmisten keskimääräinen odotettavissa oleva elinikä on pidentynyt oko maailmassa 34 vuodesta 71 vuoteen (https://ourworldindata.org/life-expectancy). Myös ihmisten koulutustaso on noussut kaikkialla maailmassa: lukutaitoisten määrä on noussut sadan vuoden aikana 25%:sta 85 %:iin, ja länsimaissa tuo arvo on jo jotakuinkin 100 % (https://ourworldindata.org/literacy). Lukutaidon ja teknologian myötä olemme muuttuneet yhdeksi globaaliksi yhteisöksi.

Nämä edut on suurelta osin saavutettu uusien tieteen ja teknologian, koneellistumisen, teollistumisen, kemiallisen maatalouden ja kasvavan kansainvälisen kaupan ansioista. Tärkeimpänä käyttövoimana kaikessa tuotannon ja kaupan kasvussa ovat olleet fossiiliset polttoaineet. Talouskasvu on osittain perustunut myös siihen että sekä raaka-aineiden että tavaroiden tuotanto on tapahtunut halvan työvoiman maissa, ja maksukykyisille länsimarkkinoille tuotuna niiden arvo on moninkertaistunut. Tuotannon ja kuljetuksen edullisuus on perustunut osittain siihen, että näiden prosessien ympäristöhaitoista ei ole tarvinnut kantaa suurtakaan huolta. Tuotanto ja tuotteiden arvonnousu on siis tapahtunut myös ympäristön kustannuksella.

Edelleen, tuotannon ja talouden kasvu on perustunut siihen että lähes kaikki kasvintuotantoon kelpaava maa-ala on raivattu joko tehomaatalouden tai metsäntuotannon käyttöön. Suuret maa-alat ovat peittyneet ihmisen asutuksen, teollisuusrakentamisen ja teiden alle. YK:n raportin mukaan kolme neljäsosaa maa-alasta, ja noin puolet meristä ja vesistöistä on merkittävästi muuttunut. Parhaillaan tällä hetkellä noin miljoona lajia on kuolemassa sukupuuttoon (https://reason.com/2019/04/26/leaked-u-n-report-says-a-million-species-are-at-risk-of-extinction/). Ihmiset ja ihmisten kotieläimet muodostavat nyt n. 95 % kaikkien suurten eläinten biomassasta. Elämme suuren sukupuuton aikaa.

Elämme myös suuren ilmastonmuutoksen aikaa. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus nousee nopeammin kuin koskaan mittaushistorian aikana, jäätiköt sulavat, merenpinta nousee, oudot ja äärimmäiset sääilmiöt lisääntyvät kaikkialla maailmassa. Kansainvälinen yhteisö pyrkii rajoittamaan hiilidioksidipäästöjä ja rajoittamaan planeetan lämpötilan nousun 2 asteeseen.  Keinoina käytetään puhtaanpaa teknologiaa ja hiilipäästöjen rajoittamista (https://www.un.org/sustainabledevelopment/climate-change-2/). Ilmaston muutosta pyritään hillitsemään sekä kansainvälisten ilmastosopimusten ja kansallisen politiikan tasolla.

Tuotannon, kuljetusten ja matkustamisen rajoittaminen ja ympäristöhaittojen vähentäminen ovat kuitenkin vaikeita haasteita, sillä ne ovat oleellisia tekijöitä talouden jatkuvalle kasvulle. Jatkuvan talouskasvun taas oletetaan olevan hyvinvointimme välttämätön perustekijä: oletettavasti vain jatkuvan kasvun perusteella meillä on varaa kaikkiin nykyisiin mukavuuksiin kuten koulutukseen, terveydenhuoltoon ja sosiaalipalveluuihin, tutkimukseen, uusiin innovaatioihin ja teknologioihin. Näistä saavutetuista eduista olisi ikävää tinkiä. Olemme perustavaa laatua olevan haasteen edessä.

Ilmaston muutoksen myötä olemme nyt joutuneet kohtaamaan sen tosiasian että planeetan tila ei ole pysyvä, vaan se voi muuttua. Tulevaisuuden maailma on toisenlainen kuin nyt. Olemme varmaan näihin asti ajatelleet että se on toisenlainen siksi, että se on on teknisempi, automaattisempi ja hienompi. Se voi olla myös merkittävästi kuumempi, ja pienempi, siksi että meret peittävät suuria osia maa-alasta. Tietysti molemmatkin näkemykset voivat tapahtua. Tulevaisuus ei ole ennustettavissa, eikä arvattavissa.

Muuttuvien tilanteiden hallitseminen edellyttää sitä, että myös nuorisoa koulutetaan ymmärtämään muutosta, ja sen syitä ja seurauksia. Ilmasto-opetus onkin nyt tulossa myös koulujen ohjelmaan: ilmastokasvatuksen ja ilmastonmuutoksen opetuksen tavoitteina on opettaa nuorisoa ymmärtämään myös sitä, miten ihmisten käytäntöjen, tuotantomuotojen ja kulutustapojen korjaaminen voi auttaa ilmastomuutoksen hallinnassa.

Maj ja Tor Nesslingin säätiö kirjoittaa sivullaan: Ilmastonmuutoksen opetus perustuu niin sanotulle ekososiaalisen sivistyksen ajatukselle, joka ”pyrkii luomaan sellaista elämäntapaa ja kulttuuria, joka vaalii ihmisarvon loukkaamattomuutta, ekosysteemien monimuotoisuutta ja uusiutumiskykyä, sekä samalla rakentaa osaamispohjaa luonnonvarojen kestävälle käytölle perustuvalle kiertotaloudelle (https://openilmasto-opas.fi/ilmastokasvatus/). Tällä sivulla todetaan myös että ”ilmastonmuutoksen vaikutukset ilmenevät yhä vahvemmin kaikkialla luonnossa ja yhteiskunnassa, sekä globaalisti että paikallisesti.  Ilmastonmuutoksen ymmärtäminen edellyttää laaja-alaisen oppimisen valmiuksia. Näihin liittyy muun muassa tulevaisuuden hahmottaminen, ilmiöiden monimutkaisten kytkentöjen ymmärtäminen sekä hankittujen tietojen soveltamistaidot”.

Meidän tulisikin katsoa planeettaa ja sen olosuhteita suuremmassa perpektiivissä, ja ymmärtää mitkä tekijät vaikuttavat olosuhteisiin pidemmällä aikavälillä. Planeetan historian aikana ilmasto on muuttunut moneen kertaan, ja lähes aina se on ollut hyvinkin erilainen kuin mitä se on nyt.  Se on niin laaja ja monimutkainen kokonaisuus, että parhaalla tahdollakaan se ei ole ihmisen hallittavissa.

Planeetan lämpötila on aina riippunut sekä mantereiden sijainnista, merivirroista että kasvihuonekaasujen määrästä ilmakehässä. Näistä kaksi ensimmäistä tekijää ovat sellaisia joihin eliökunta ei voi vaikuttaa, sillä ne määräytyvät laattatektoniikan ajamina, mantereiden vaeltaessa hitaasti pitkin planeetan pintaa.

Kasvihuonekaasujen määrä taas riippuu jonkin verran eliökunnan toimista, eli siitä miten paljon se pystyy sitomaan hiiltä biomassaan, ja myös siitä miten nopeasti se vapauttaa hiiltä takaisin ilmakehään. Happea tuottavan tehokkaan fotosynteesin seurauksena planeetta onkin kahteen kertaan vaipunut syvään, totaalisen jäätiköitymisen aikaan. Ensimmäinen pitkä jäätiköityminen (Huronian totaalijääkausi) tapahtui siinä vaiheessa kun ilmakehä oli muuttumassa hapelliseksi, ja kesti noin 300 miljoonaa vuotta. Seuraava, gryogeniaksi kutsuttu jääkausi tapahtui happipitoisuuden noustessa noin 15 prosenttiin, ja kesti lähes 100 miljoonaa vuotta. Sittemmin eliökunta on vaikuttanut esimerkiksi hiilikauden aikana esiintyneisiin nopeisiin ilmastonmuutoksiin ja merenpinnan vaihteiluihin, joiden seurauksena suuret määrät biomassaa ja orgaanista hiiltä painui soistuviin rannikkovesien pohjiin, ja muuttui fossiilisiksi hiilikerroksiksi.

Kuitenkin myös ilmakehän hiilidioksidipitoisuus riippuu kaikista eniten  tektonisesta toiminnasta. Se riippuu tulivuoritoiminnan aktiivisuudesta. Se on riippunut erittäin merkittävästi myös kallioperästä liukenevien kalsiumionien määrästä, jotka  taas puolestaan saostavat meriin liuennutta hiilidioksidia (elivetkarbonaatti-ioneita). Uusi tutkimus osoittaa, että viimeisen 500 miljoonan vuoden aikana esiintyneet jääkaudet (joka täällä on vallinnut viimeisen miljoonan vuoden ajan) ovat aina esiintyneet samaan aikaan, kun planeetan trooppisella vyöhykkeellä on ollut olemassa riittävän pitkiä uusia poimuvuorijonoja. Tällaisten vuoristojen nopea rapautuminen johtaa nopeaan hiilen saostumiseen kalsiumkarbonaattien muodossa, ilmakehän hiilidioksidipitoisuus laskemiseen pitkiksi ajoiksi, ja ilmaston jäähtymiseen
http://science.sciencemag.org/content/early/2019/03/13/science.aav5300/tab-pdf?_ga=2.37667232.1828845400.1552733137-1538233456.

Mainittu ilmaston seurantatutkimus ulottuu historiassa taaksepäin noin 500 miljoonan vuoden ajan. Suurimman osan tästä ajasta planeettamme on ollut niin lämmin, että täällä ei ole ollut olemassa ollenkaan jäätiköitä http://www.scotese.com/climate.htm. Merien pinnat ovat olleet noin 80 metriä korkeammalla kuin mitä ne ovat nyt. Nykyiset matalat mantereet (esim. Keski-Eurooppa) ovat olleet matalan meren peitossa ( http://www.scotese.com/sitemap.htm). Ilmastotyyppien vaihtuminen jääkausien ja kuuman (hot house) ilmastotyypin välillä näyttää toistuvasti tapahtuneen hyvin nopeasti, eli planeetta näyttää toistuvasti siirtyneen nopeasti yhdestä aika stabiilista tilasta toiseen.

Suuret ilmastonmuutokset ovat aina vaikuttaneet merkittävästi lajistoon. Vain kaikista kestävimmät lajit ovat pystyneet säilymään olosuhteiden muuttuessa, toiset ovat joutuneet muuttumaan ja sopeutumaan, toiset ovat taas kuolleet pois. Ilmaston muutokset ovat ajaneet voimakkaasti evoluutiota ja lajien kehittymistä. Ilmaston muutokset ovat toistuvasti muuttaneet myös ekosysteemejä eri puolilla planeettaa.

Myös Ihmisen lajin oma historia on erilaisten ilmastonmuutosten ohjaamaa: ihmisen eriytyessä isojen apinoiden linjasta n. 3 miljoonaa vuotta sitten planeetan ilmasto oli jäähtymässä kohti uutta jääkautta, ja myös Afrikassa ilmasto oli kuiva ja viileä. Sademetsien vähentyessä ihmisen esi-isien elinympäristö muuttui savanniksi, joka pakotti ihmisen linjan sopeutumaan kävelemään kahdella jalalla, pystyasennossa. Ilmastonmuutokset (jäätiköitymisen määrä, merenpinnan korkeus) ovat myös ohjailleet ihmisen lajin levittäytymistä planeetalla, ja aikoinaan (n. 10 000 vuotta sitten) ne myös vaikuttivat siihen että ihmiset vähitellen luopuivat keräilykulttuurista, ja aloittivat paikallaan pysyvän maatalouden ja teknisen yhteiskunna kehittämisen.

Sekä lajina että yhteiskuntana me olemme syntyneet ilmasto-olojen ohjaamina, ja me edelleen elämme tämän planeetan ilmaston armoilla. Planeetan eri alueiden asuinkelpoisuus riippuu ilmastosta, samoin ruuan tuotannon mahdollisuudet riippuvat ilmastosta. Ilmaston muuttuessa vain ne lajit voivat säilyä, jotka pystyvät sopeutumaan muutokseen, tai löytämään itselleen uuden elinkelpoisen ympäristön.

Lajin säilyminen on merkittävästi miekekkäämpi tavoite kuin taloudellinen kasvu. Myös jonkinlaisen positiivisen ja rauhanomaisen elämäntavan ylläpitäminen on merkittävästi tärkempää kuin jatkuvasti kasvava talous ja kulutustaso. Sitten voi tietysti miettiä sellaistakin mahdollisuutta että ehkä kaikki jajit noudattavat jonkinlaista rajallisen olemassaolon välttämättömyyttä, ja ehkä itsetuhoinen kehitys voidaan toteuttaa myös ahneuden ja teknologian kautta. Jos niin käy ihmiselle, niin sekin on vain osa lajien luonnollista kiertokulkua. Eikä se planeetan kannalta ole edes surullista. Se on sitten vain tapahtunutta historiaa.

Iloista vappua nyt kuitenkin kaikille.

 

 

24 kommenttia “Ihmisen muuttuva maailma”

  1. Talouden koko tarkoittaa kuinka paljon ihmiset vaihtavat keskenään valtion osakkeita eli euroja. Raha on ihmisyhteisön käyttämä sopimusväline, jolla yhteisö edesauttaa yksilöidensä erikoistumista ja saa heidät tekemään myös epämieluisia töitä antamalla siitä vastineeksi määräysvaltaa eli ostovoimaa. Aluksi raha oli lähinnä kuninkaan hallinnon apuväline (esim. palkkasotilaat) ja on siitä levinnyt muualle yhteiskuntaan. Yksilöiden syvempi erikoistuminen antaa yhteisölle tekniikkaa, mahdollisesti viisautta ja kykyä kestää esimerkiksi katovuosia paremmin kuin vaikkapa omavaraistaloudessa elävä agraariyhteiskunta, vähän samoin kuin solujen voimakkaampi erilaistuminen saattaa antaa monisoluiselle eläimelle klipailuetua.

    Talouden koko on siis jollain tavoin verrannollinen maailman palkkasummaan, mikä taas on verrannollinen siihen kuinka erikoistuneita ammatit ovat ja kuinka paljon yhteiskunnassa tehdään epämieluisia töitä. Erikoistumistrendi näyttää jatkuvan (esimerkiksi agraariyhteiskunnat teollistuvat edelleen monin paikoin), mutta epämieluisten töiden määrä lienee aleneva koska automaatio lisääntyy. Ehkä maailman palkkasumma per asukas saavuttaa jossain vaiheessa maksiminsa ja voi sen jälkeen alentua. Jos kaikki työt ovat mieluisia, niiden tekemisestä ei tarvitse maksaa palkkaa, jolloin rahan suhteellinen merkitys vähenee. Lauseessa ”jos työ olis kivaa, herrat tekis sen itte” on vinha perä.

    No, ekologisesti rahatalouden koko on toissijainen asia, koska tärkeää on lähinnä se kuinka paljon elintilaa ihmislaji jättää muulle biosfäärille. Itse en pidä ilmaston lämpenemistä pahimpana peikkona koska pidän todennäköisenä että luonto pystyy siihen sopeutumaan kohtuullisesti, vaan pahimpana pidän ihmisen toimintojen vaatimaa suurta ja kasvavaa osuutta ekosysteemien pinta-alasta. Molemmat ongelmat pitää ratkaista, ja ratkaisujen on oltava ainakin osittain erillisiä. Hiilidioksidipäästöt voitaisiin pysäyttää esimerkiksi tekemällä aurinkoenergialla vetyä ja siitä edelleen ammoniakkia, jota on helppo säilöä ja kuljettaa ja joka voi korvata öljyn polttomoottorissa ynnä muualla. Maanviljelyn vaatimaa pinta-alaa ja lannoitepäästöjä voitaisiin käsittääkseni vähentää siirtymällä enemmän kasvihuoneisiin. Mitä tulee metsätalouteen, ainakin Suomen kaltaisessa maassa tietääkseni ainoa keino tehdä metsätaloudesta ekologisesti hyväksyttävää on vähentää sen volyymiä. Tavoitetta tukee ainakin paperin tarpeen väheneminen, mikä johtuu automaatiosta. Kenties myös metsärobotiikka saattaisi mahdollistaa tulevaisuudessa enemmän harvennushakkuut aukkohakkuiden sijaan, se auttaisi lahopuuta tarvitsevia eliöitä ja kolopesijöitä.

    Vähän pitemmän ajan kuluessa pitäisi päästä eroon kaivoksista, koska mikä tahansa kaivostoimintahan on siinä mielessä kestämätöntä että malmio tyhjenee aikanaan. Pitäisi pyrkiä siihen että kun kivi ”tapetaan”, siitä käytetään kaikki alkuaineet hyväksi, ja että tekniikassa käytettäisiin alkuaineita suunnilleen samoissa suhteissa missä paikallinen tai ainakin jossain päin maapalloa yleinen kivi niitä tarjoaa. Siis esimerkiksi vähemmän rautaa, nikkeliä ja kuparia, ja enemmän alumiinia, magnesiumia ja titaania. Tällainen jalostus tarvitsee enemmän energiaa, mutta sitä saa esimerkiksi auringosta. Maailmankaikkeushan ei pode energiakriisiä, vaan energiaongelma on ihmisen kotikutoinen juttu joka johtuu siitä että ihminen tuottaa energiaa polttamalla muiden eliöiden ruumiita, sekä fosiiilisten että nykyisten.

    1. Jorma Kilpi sanoo:

      Pieni huomio tuohon metsätalouden volyymiin.
      Luken sivulta

      http://www.metla.fi/metinfo/kestavyys/c1-forest-area.htm

      luin, että ”Yhteensä metsätalousmaa kattaa 86 % Suomen maapinta-alasta. Lukuihin sisältyvät myös luonnonsuojelualueet.” Tuo luku sisältää myös ns. kitumaat ja joutomaat. Olen melko varma, että tätä metsätalousmaan pinta-alaa on mahdollista kasvattaa. En osaa arvioida kuinka paljon, mutta 1% Suomen pinta-alasta olisi jo suuri luku. Metsätalousmaan pinta-alan kasvattaminen olisi keino pitää metsätalouden volyymi vakaana ja ekologisesti kestävänä.

      Luulisin suomalaisen metsäteollisuuden hyötyvän, jos he voivat sanoa puunjalostustuotteidensa tulevan sellaisesta metsänhoitoalueesta joka on osoitettavissa hiilinieluksi. Vastaavasti, on suuri riski metsäteollisuuden tuotteille jos niitä ruvetaan boikotoimaan siksi, että metsänhoito Suomessa on retuperällä ja metsät eivät ole hiilinieluja. Odotan, että metsäteollisuus ymmärtää tämän itsekin.

      1. Kirsi Lehto sanoo:

        … luulisi että ensisijaissti pitäisi saada kaikki mahdollinen ja potentiaalinen metsäala, myös ne jouto- ja kitumaat, kasvamaan mahdollismman tehokkaasti puuta. Vaikkakin, jos metsät ovat hyvin hoidettuja talousmetsiä niin siellä sitten on vähemmän tilaa kaikenlaiselle lahopuulle ja pikkuötököille. Tässä kohtaa on hiilinielu ja luonnon monimuotisuus taas toisilleen vastakkaisia tavotteita.

        1. Jorma Kilpi sanoo:

          Aivan, tarkoituksenani oli itseasiassa sanoa nimenomaan metsämaan pinta-alan kasvattamisesta eli jouto- ja kitumaan hyödyntämisestä. (En itse lukenut tarpeeksi tarkkaan laittamaani linkkiä.) Hiilinielun ja monimuotoisuuden ylläpitämiseksi pitää sitten tehdä kompromisseja. Luulisi metsäteollisuuden ymmärtävän senkin, että monimuotoisuus on vahvuus kaikkia luonnonvitsauksia vastaan. Suuri homogeeninen metsäalue on suuremmassa vaarassa joutua vaikka kokonaan tuhohyönteisen pilaamaksi. Tietääkseni tuhohyönteiset ovat aika lajikohtaisia, esimerkiksi mäntypistiäinen:

          http://www.metla.fi/metinfo/metsienterveys/lajit_kansi/diprsp-n.htm

          1. Kirsi Lehto sanoo:

            Jos oikeesti halutaan lisätä biomassaa niin sitten vaan lisää puita joka paikkaan. Vois olla omat paikkansa talousmetsille, ja sitten toiset – ehkä ne karummat seudut, sellaisille enemmän luonnovaraisille, joissa myös monimuotoisuus saisi kukoistaa. Nämä sitten palvelisivat myös monenlaisia metsänkäyttötarpeita, erilaisia virkistysmuotoja ja marjastusta ja sienestystä…

            Mutta ollaan onnellisia että meillä on näinkin paljon vielä metsää tässä maassa. Onhan se sekä luonnonvara, hiilinielu että virkistysmahdollisuus!

      2. Jos kasvua haluaa lisätä (Suomessa), metsänlannoitus on yksi keino, mutta ne lannoitteet eivät saisi joutua vesistöön.

        Se mitä olen metsiä seuraillut, niin ne näyttävät rehevöityneen merkittävästi 1980-luvulta. Poronjäkälän tilalle on tullut kuiva kangas, kuivan kankaan tilalle tuore kangas, ja se mikä oli ennen tuoretta kangasta kasvaa nyt tyypillisiä lehtokasveja. Varmaankin osin johtuu lämpenemisestä, ehkä sademääristäkin, mutta arvelen yhdeksi syyksi myös taannoista typpilaskeumaa ja happosateita. Laskeumat ovat ymmärtääkseni vähentyneet Suomessa, joten ne eivät enää jatkossa ole vaikuttamassa kasvua lisäävästi, tai ei ainakaan yhtä paljon kuin viimeisen parinkymmenen vuoden aikana.

        1. Kirsi Lehto sanoo:

          Nämäkin ovat aika moniselitteisiä juttuja. Poronjäkälä on pohjoisessa vähentynyt hurjasti ylilaiduntamisen takia. Metsän kasvulle taas oleellista ovat taitavat ja ajallaan tehdyt harvennukset. Lämpeneminen lisää kasvua, mutta myös kaikkien tautien ja tuholaisten määrää — sekä kuuset että männyt voivat olla massiivisten tuhojen kohteena, ja monin paikoin jo ovatkin.

    2. Kirsi Lehto sanoo:

      Onhan toki niin että raha on vain vaihdon väline. Vaihtotalous vain menee jotekin epätasapainoon silloin kun on suuria ihmisryhmiä jotka myyvät työnsä tuotteet liian halvalla. Silloin niiden kulutus kasvaa tarpeettomasti. Ja näin nimenomaan tavaroiden ja tuotteiden kohdalla – koska silloin myös materiaalit ja raaka-aineet hukkaantuvat, tai siirtyvät savuna ilmaan. Tämä kaikki on ympäristön riistoa, tai rasitetta. Pelkkien palvelujen kohdalla taas sopii oikein hyvin hinnoitella ihan vain kysynnän ja tarjonna lakien mukaan — siinä kun vain joku vapaaehtoisesti ostaa, ja toinen myy, eikä ketään riistetä.

      Arvelit tuossa että maailman maatalouden ympäristöpäästöjä voisi vähentää siirtämällä ruua tuotantoa kasvihuoneviljelyyn. Tämä ei kyllä ole minkäänlainen toimiva ratkaisu. Maan maa-pinta-alasta onjo aika kauan ollut viljelyksessä noin suunnilleen 37 % — joka tarkoittaa että suunnilleen kaikki helposti viljelyyn otettava maa on otettu jo viljelyyn. Peltoviljelyn rinnalla kasvihuoneet ovat vain pikkiriikkinen kuriositeetti, ja hyvin kallis, ja paljon energiaa käyttävä viljelymuoto.

      Metsätalouden epä-ekologisuus on aika monitahoinen juttu. Metsä-biotuotteet kuitenkin korvaavat fossiilisia raaka-aineita.

      Mutta siitä olen samaa mieltä että kaivostoiminta on pelkkää haaskausta, ja ympäristön pilaamista. Mineraalit jos mitkä luulisi olevan kierrätyskelpoista materiaalia. Muuten: miksei niitä mennä louhimaan vanhoilta kaatopaikoilta?

      1. Kasvihuoneet ovat tosiaan pinta-alamielessä vain pieni kuriositeetti, mutta niissä kuitenkin tuotetaan valtaosa tomaateista, kurkuista ja salaatista joita syömme. Niiden tuottama hehtaarisato vuodessa on monisatakertainen viljapeltoon verrattuna (en itsekään meinannut uskoa tätä ensin kunnes tarkistin). Luonnon kannalta pieni pinta-alavaatimus on etu, ja lannoitteiden valumista ympäristöön lienee helpompi estää kasvihuoneessa kuin pellolla.

        Kasvihuoneen ja avomaan välimuoto on tunneliviljely, joka ei kuluta energiaa. Sato ei yllä kasvihuoneen lukuihin, mutta voi silti olla kolminkertainen avomaahan verrattuna (https://fi.wikipedia.org/wiki/Tunneliviljely ).

    3. Kirsi Lehto sanoo:

      Hei Pekka. Haluan vielä palata seikkaan mitä tässä kommentissasi sanot, ja olet toistuvasti ennenkin esittänyt ilmastonmuutoksesta: arvelet että se ei ole merkittävä uhka ihmiselle tai eliökunnalle, ja että siihen kyllä pystytään sopeutumaan. Kuitenkin maailman ilmastohistoriaa selatessa tulee vastaan esimerkkejä ilmastomuutoksista jotka ovat karsineet rajulla kädellä eliölajeja, ja joille ihmisenkään olisi lähes mahdotonta pärjätä. Suosittelen lukemaan Maija karalan mainion blogin https://planeetanihmeet.wordpress.com/2019/04/06/ilmasto-on-muuttunut-ennenkin-ja-melkein-tuhonnut-elaman/
      Tuollaiselle takaisinkytkentöjen kautta eskaloituvalle kuumenemiselle emme mahda mitään. Ainoa mahdollisuus saattaisi olla kehittää niin tehokkaita CO2:n keräimiä (siis vuoristojen ja merivirtojen veroisia globaalin mittakaavan juttuja) että ne voisivat vaikuttaa koko ilmakehän koostumukseen. On kovin haasteellinen tehtävä!

      Ihmisen ilmestyminen planeetalle ja kehittyminen tekniseksi sivilisaatioksi onkin ollut mahtavaa onnen kauppaa, sillä se ei varmaankaan olisi voinut onnistunut minkään muun laisissa ilmasto-oloissa kuin juuri näissä viielissä ja lauhkeissa, jääkauden aikaisissa oloissa mitä täällä on vallinnut viimeisen 300 000 vuoden aikana. Mutta nämä eivät ole mikään pysyvä asian tila.

      1. Tämä nykyinen ilmaston lämpenemisen vauhti ei tunnu vaikealta sietää, koska merenpinnan nousua tuskin huomaa ja lajeja ei ole kuollut ilmiön takia juurikaan sukupuuttoon. Yksi tekijä mikä hillitsee kasvihuonekaasujen nousun ekologisia vaikutuksia on että lämpenemisvauhti on suurinta korkeilla leveysasteilla, missä luonto on tottunut suuriin vuodenaikaisvaihteluihin ja vuosien erilaisuuteen.

        Mitä tulee lopulliseen tasoon, kasvihuoneilmiö on toki vaarallinen jos se yltyy isoksi, ääritapauksena permikauden eventti. Tuon Karalan blogin mukaan ihminen on nostanut teollisen vallankumouksen jälkeen hiilidioksidipitoisuutta 130 ppm:n verran, kun permikaudella nousu oli 2000 ppm, mikä riitti blogin mukaan tekemään tropiikista aution ainakin monisoluisista lajeista. Nykymaailmassa vastaavaan vaikutukseen riittäisi varmaankin pienempi määrä, koska aurinko on noin 2.5 prosenttia kirkkaampi kuin permikaudella.

        Tosin tuo permikauden tapahtuma oli nykyistä paljon hitaampi, koska kasvu kesti blogin mukaan 60,000 vuotta. Hiilidioksidia siis varmaankin tuli vulkaanisesta lähteestä kymmenien tai satojen tuhansien vuosien ajan, eikä muutama sata vuotta kuten nyt. Hidas eventti (blogittaja kyllä kutsuu sitä silmänräpäykseksi, mutta riippuu mihin vertaa) on biologisen tuhovaikutuksen kannalta ollut toisaalta hyvä ja toisaalta paha. Hyvä se on ollut siinä mielessä että maakasvit ovat ehtineet siirtyä. Paha se on ollut siinä mielessä että se ehti sulattaa napajäätiköt kokonaan, jolloin napameret lämpenivät ja kylmän syvän veden tuotto loppui.

        Tämä on spekulaatiota, mutta jos käy niin että päästöt jatkuvat (tai jos ihmisen päästöjen lisäksi alkaa tulla samaan aikaan luonnollisia vulkaanisia päästöjä, vaikkapa) ja keskilämpötila nousee esimerkiksi yli 5 astetta, syvänmeren lajit voitaneen vielä pelastaa kunhan lämpöhuippu ei kestä muutamaa sataa vuotta kauempaa. Nimittäin silloin napajäätiköt eivät ehdi kokonaan sulaa, jolloin hapekkaan ja kylmän syvän veden muodostus todennäköisesti ei katkea kokonaan.

        Voi kuulostaa dramaattiselta että keskustellaan kasvien siirtymisestä evakkoon esimerkiksi liian kuumasta tropiikista. Luonnon kannalta nykytilanne on kuitenkin paljolti jo sellainen, vaikkakaan ei kasvihuoneilmiön, vaan muun ihmisen toiminnan takia. Biodiversiteetti on tällä hetkellä suurelta osin evakossa ns. takapajuisissa maissa ja pienillä suojelualueilla, paennut pois ihmisen raivaamilta pelloilta, talousmetsistä ja osin myös ylikalastetuista vesistä. Useimmat lajit kyllä pysyvät hengissä evakossakin monien sukupolvien ajan, mutta luonnonvalinta toimii poikkeusoloissa osin luonnottomasti, ja se voi aiheuttaa pitkän ajan kuluessa lajien rappeutumista.

        1. Kirsi Lehto sanoo:

          Niinhän tämä muutos on: Monimutkaista, ja monitekijäistä. Ja ihmisen mittakaavassa hitaan näköistä. Mutta vääjäämätöntä, koska planeetta itse säätää tilaansa kohti lämpimämpää ilmastoa — katsoppas taas tämä linkki: http://science.sciencemag.org/content/early/2019/03/13/science.aav5300/tab-pdf?_ga=2.37667232.1828845400.1552733137-1538233456. Tämä nykyinen jääkausi loppuu aikanaan. Tosin, muutos voi hyvinkin viedä monia tuhansia vuosia. Ja luonnon kiertoahan se vain on…

          1. Tuo kuulostaa vanhalta tutulta Walker-Kasting-termostaatilta jonka aikaskaala on miljoonia vuosia – tuossa paperissa tosin sillä lisävivahteella että termostaatin preferoima tropiikin lämpötila riippuu siitä kuinka paljon tropiikissa sattuu olemaan nuoria rapautuvia vulkaanisia kivilajeja.

          2. Kirsi Lehto sanoo:

            Ainakin korrelaatio ilmaston kanssa on yksi yhteen. Hidas se tietysti on. Mutta erot jääkausien ja lämpimien kausien välillä ovat merkittävät, kaikilla parametreilla.

      2. Vielä tuosta permi-triaskauden tapahtumasta, että jokseenkin yhtä korkea lämpöhuippu saavutettiin myös paleo-eoseenikauden vaihteessa 55 miljoonaa vuotta sitten (https://en.wikipedia.org/wiki/Paleocene%E2%80%93Eocene_Thermal_Maximum), mutta siihen ei näytä liittyneen päiväntasaajan elotonta vyöhykettä. Tuossa paleo-eoseenitapahtumassa on arvioitu että pohjoisen jäämeren lämpötila oli ennen eventtiä +17 C ja sen jälkeen +23 C eli varsin lämmintä (jäätöntä) oli jo ennen tapahtumaa. En tiedä mistä tuo tapahtumien eroavaisuus johtuu.

        1. Kirsi Lehto sanoo:

          Nämö äkilliset ilmastatyppin vaihtelut ovat tosi kiintoisa ilmiö, erityisesti kun noiden lämpimien kausien ja hiilidioksidin määrän lisääntymisen syitä kun ei tunneta. Vielä kummallisempaa on että tuollakin sivulla mainitaan että ilmeisesti hiilen määrä ilmakehässä (isotooppi-anomalia) tapahtui vasta 3000 vuotta lämpenemisen jälkeen. Tämä olisi sinänsä mahdollista siksi että lämpeneminen lisäisi esim. biomassan hajoamista ja sitä kautta vapauttaisi lisää hiilidioksidia— mutta mikä olisi se alkuperäinen lämpenemisen syy. Mitäs arvelet??

          Lisäksi kiintoisaa että hiilidioksidin lisääntymisnopeus on tuolloin ollut MERKITTÄVÄSTI hitaampaa kuin se on on.

          1. C13-isotooppianomalia ei mittaa ilmakehän hiilidiokdisipitoisuutta, vaan biosfäärin perustuotantoa.

            Tosiaan molemmat tapahtumat – vaikka geologisesti ajatellen ”nopeita” – ovat olleet paljon hitaampia kuin tämä nykyinen. Kenties todella nopeitakin tapahtumia on ollut, esimerkiksi jos vulkaaninen toiminta on sytyttänyt fossiilista hiiltä palamaan, mutta sellaisten näkeminen sedimenteistä lienee haastavampaa.

          2. Kirsi Lehto sanoo:

            Tuo delta-C13 osuuden pieneneminen inorgaanisissa karbonaateissa (eli isotooppi-anomalia) vois käsittääkseni johtua myös siitä että C12 osuus lisääntyisi ilmakehässä esim. vulkaanisista lähteistä, tai suurista metsäpaloista, tai niin että biomassan hajoaminen kiihtyy, kuitenkin niin nopeasti että biomassaan sitoutuminen ei ehdi tasaamaan sitä… Mutta: CO2:n määrä ilmakehässä on rajoittava tekijä joka myös säätää biomassan tuotantoa. Kun tuo anomalia kuitenkin tarkoittaa biomassan määrän pienenemistä, niin MIKSI ihmeessä biomassan osuus olisi vähentynyt (mistään muusta syystä kuin hajoamisen takia) tuollaisena kuumana aikana?

          3. Sanoin vähän väärin: oikeastaan se mittaa enemmänkin orgaanisen hiilen hautautumisnopeutta, joka tosin kyllä seuraa perustuotannon vaihteluja, jos muut asiat eivät muutu. Ja tuokin vain sellaisessa riittävän pitkässä aikaskaalassa, jossa ilmakehän ja meren CO2-varasto voidaan unohtaa. Tässä tapauksessa kumpikin oletus taitaa olla vähintään kyseenalainen. Esimerkiksi meren lämpenemisen voisi ajatella aiheuttavan pohjan happikatoa, joka voisi lisätä orgaanisen hiilen hautautumista meren pohjaan, mutta tässä tapahtumassa C13 näyttää päinvastaista.

            Nisäkkäät ja pelaginen plankton lajiutuivat eli pärjäsivät hyvin, mutta pohjaeläimissä varsinkin syvemmällä lajeja hävisi. Kaiken kaikkiaan paleoseeni-eoseenitapahtuma ei näytä olleen paha biosfäärin kannalta, ei ainakaan samassa mitassa kuin tuo permi-triaskauden taitos.

            Yleisesti ottaen veikkaan että sukupuuttojen ja lajiutumisen tarkempi tutkiminen ja lajiekologisen tietämyksen maksimaalinen hyödyntäminen voisi tarkentaa kuvaa näistä menneistä tapahtumista. Ja siinä yhteydessä ei pelkästään hävinneisiin ja syntyneisiin, mutta myös säilyneisiin lajeihin kannattaa kiinnittää huomiota. Ne asettavat reunaehtoja sille millainen ympäristö on voinut olla, ja dataa on periaatteessa hyvin paljon, koska lajeja on paljon. Lajeja ei välttämättä tarvitse löytää fossiileina juuri tapahtuman ajalta, vaan myöhemmätkin kelpaavat jos ne esimerkiksi todistavat että jokin laji tai ryhmä säilyi hengissä tapahtuman yli.

          4. Kirsi Lehto sanoo:

            Nämä seikat mitä sanot tässä ovat erittäin merkittäviä – myös tämänhetkistä ilmastonmuutosta ajatellen. Siis, nyt olisi mielenkiintoista tutkia sitä miten eri lajit ovat selvinneet edellisistä kuumista kausista. Tuo paleoseeni-eoseenivaihde ei ole ollut mitenkään hirvittävän dramaattinen, vaikka lämpötila nousu peräti 8 astetta, kaikki jäätiköt sulivat ja merenpinnat olivat hyvin korkealla.

          5. Tässä joitakin efektejä jotka tulee mieleen:

            – Jääkausi tarkoittaa kaoottisesti/sahaavasti muuttuvaa sateiden jakautumista, lämpötilaa ja merenpinnan tasoa. Se suosii yhtäältä riittävän pieniä eläimiä joiden sukupolvi on niin nopea että evoluutio ehtii seurata muutosvauhtia, ja toisaalta älykkäitä (hominidit). Isot hitaan sukupolven spesialistit voivat kuolla sukupuuttoon.

            – Samantapaista muutosvauhtia saattaa esiintyä kataklysmisissä tapahtumissa (asteroiditörmäys, supertulivuori…), mutta jos muutos on nopeampi, pienetkään lajit eivät pysy evolutiivisesti perässä.

            – Ihmisen (hominidin) sukupolvi on pitkä (taitaa olla jopa kaikkein pisin), eli ihminen on korvannut biologisen evoluution oppimiseen perustuvalla kulttuurievoluutiolla. Päinvastoin kuin muut eläimet, ihminen pärjää muutoksissa ei genetiikan vaan pitkän lapsuuden eli pitkän sukupolven mahdollistaman yksilön oppimisen avulla.

            – Iso laji on herkempi kuolemaan sukupuuttoon kuin pieni, koska sen populaatio on pienempi jolloin satunnaistekijät voivat suistaa sen kriittisen rajan alle.

            – Jos olosuhteet ovat pitkään vakiot, saaliseläimet pyrkivät kasvamaan isommiksi kuin pedot (esim. afrikannorsu), minkä jälkeen valintapaine ohjaa puolestaan niitä saalistavaa huippupetoa kasvamaan, jolloin eläinten koko hitaasti kasvaa. Dinosaurusten aika tästä esimerkki, ja nykyiset valaat.

            – Kuumat olot suosivat pieniä eläimiä, koska isolla eläimellä on jäähdytysongelma. Poikkeuksena ihminen ja hevonen, jotka osaavat hikoilla.

            – Pieni elinympäristö kuten saari suosii ainakin joskus pieniä eläimiä, esim. Wrangelin saaren kääpiömammutit.

            – Jos muut eläimet eivät uhkaa lajia, evoluutio saattaa alkaa kohdistua lajin sisäisen kilpailun kautta sukupuolituntomerkkeihin kuten riikinkukon pyrstö, hirvieläinten sarvet, urosmursujen suuri koko, ihmisellä ehkä naisen rinnat ja lantio. Varmaan tilanteesta riippuu heikentääkö tällainen kehitys lajin mahdollisuuksia jatkossa, koska ”turhien” ominaisuuksien kuten koiraslinnun laulutaidon mukana kantaminen yhtäältä on turha painolasti lajien välisessä kilpailussa, mutta toisaalta voi treenata lajin muita kilpailukykyominaisuuksia kuten ravinnonhankintaa.

  2. Erkki Tietäväinen sanoo:

    Näitä Pekka Janhusen ja Kirsi Lehdon välisiä keskusteluja on aina kiinnostavaa lukea. Niissä on ajattelemisen aihetta antavaa pohdintaa ja niistä saa syventävää lisätietoa Kirsin blogikirjoitukseen liittyen.

    Tässä tulee vähän omaa pohdintaani aiheeseen:

    Kaikki nykyiset eläimet ja kasvit ovat selviytyneet viimeisen jääkauden yli. Kaikki ne olivat olemassa myös jääkautta edeltävänä aikana, mikä lyhyemmän, mitä pidemmän ajan. Evoluutio on niin hidas prosessi, että voitaneen syystä sanoa nykyisen flooran ja faunan pysyneen suht koht muuttumattomana ilmaston jäähtymisestä ja uudelleenlämpenemisestä huolimatta. Tämä siis tarkoittaa, että nykyisillä lajeilla on kyky sopeutua melkoisen isoihinkin ilmaston lämpötilan vaihteluihin. Lajeja on toki lähimenneisyydessä kadonnut ja katoaa edelleenkin, mutta syyt eivät liity nimen omaan ilmaston muutokseen, vaan yleensä muihin elinpiiriin ja -olosuhteisiin liittyviin seikkoihin. Näin on ollut kautta maapallon historian.

    Nykyisillä lajeilla ei kuitenkaan ole aiempaa kokemusta meneillään olevasta, NOPEASTA ilmaston lämpenemisestä. Siinä saattaa piillä iso riski. Siksi haluaisin pelata varman päälle ja suunnata kaikki ponnistelut ilmaston lämpenemisen lopettamiseksi. Keskeiset keinot olisivat pelkästään hiilivapaaseen energiantuotantoon siirtyminen (ydinvoima, maalämpö, aurinkolämpö ja tuulivoima), öljypohjaisten tuotteiden korvaaminen uusiutuviin raaka-aineisiin perustuvilla (esim. selluloosalla, ajoneuvojen kohdalla myös hiilivapaasti tuotetulla sähköllä), syntyvyyden kasvun hillitseminen sekä koulutukseen käytettävien varojen voimakkaampi suuntaaminen tutkimukseen ja osaamiseen, joilla on välitön vaikutus ilmastonmuutoksen vastaisessa taistelussa. Vaikka nyt ollaankin Ursan sivuilla, niin sanon sen täällä uudemman kerran, että tietsistä esimerkiksi tähtitiede ja kosmologia saisivat tässä tilanteessa luovuttaa terävimmät aivonsa maapallon pelastustalkoisiin. Mustien aukkojen ja painovoima-aaltojen tutkimuksesta ei tässä tilanteessa ole maapallolla eläville apua, niin kiinnostavia kuin ne aiheina ovatkin.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Hei Erkki! Kiitos kommenteista! Mielestäni parasta tässä blogin kirjoittamisessa ovat nämä keskustelut. Keskustelu on se paras tapa nauttia tieteestä. Näissä opin itsekin.
      Olen samaa mieltä kanssasi tästä ilmastonmuutoksen haasteesta: olisi todella viisasta satsata tieteellisiä ja koulutusresursseja sen miettimiseen, miten tästä selvitään…

    2. Allaolevassa linkissä on kuva jossa on lämpötilarekonstruktio Grönlannin sisäosasta viimeisen 17000 vuoden ajalta. Esimerkiksi nuoremman dryaskauden lopussa noin 11700 vuotta sitten lämpötila nousi noin sadassa vuodessa noin 12 astetta, siis 12 kertaa nopeampi kuin tämä nykyinen antropogeeninen keskilämpötilan nousuvauhti, mikä on noin yksi aste sadassa vuodessa. Toki on niin että Grönlannin sisäosissa lämpötila voi muuttua herkemmin kuin maapallon keskilämpötila, mutta silti 12 on aika iso luku näissä yhteyksissä.
      https://en.wikipedia.org/wiki/Younger_Dryas#/media/File:Younger_Dryas_and_Air_Temperature_Changes.jpg

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Tuliko elämä avaruudesta

14.4.2019 klo 23.20, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Edellisessä blogissani pohdittiin kysymystä olisiko teknisen sivilisaation (siis meidän) mahdollista lähettää avaruusluotaimen mukana elämän siemeniä vierailla, elinkelvollisille näyttäville planeetoille. Tällaisen toiminnan tavoitteena olisi tietenkin saada siellä alkuun kokonaisen rikkaan ja monimuotoisen eliökunnan kehittyminen.

Blogissa ja kommenteissa päädyttiin siihen, että lähimpiinkin tähtijärjestelmiin on niin toivottoman pitkä matka, että elävän materiaalin lähettäminen ei onnistu: Matkan teko millään tolkullisella nopeudella kestää liian kauan, ja matkan teko ja perille pääsy olemassa olevalle teknologiallemme olisi mahdoton tehtävä.

Suurten avaruusalusten kiihdyttäminen korkeisiin matkanopeuksiin, ja sitten taas pysäyttäminen halutun kohteen läheisyyteen vaatii valtavasti energiaa. Aurinkokunnan ulko-osiin suuntautuneet luotaimet ovat tähän asti käyttäneet voimanlähteenään Plutonium-238 –isotoopin voimalla toimivaa sähkögeneraattoria ja kemiallisia rakettipolttoaineita. Nyt näihinkin pitkän matkan avaruusmatkoihin kehitellään uusia voimanlähteitä, mm. joko ydinkäyttöistä kuumaa rakettia (Nuclear thermal propulsion), lasersäteitä, ioni- tai plasma suihkua tai pieniä ydinräjähteitä (https://cosmosmagazine.com/technology/antimatter-ion-drives-nasas-plans-deep-space-propulsion). Lisäksi käyttövoimana käytetään eri planeettojen kiertoratojen  painovoimakentästä haettavaa lisänopeutta.

Nyt käytössä olevilla teknologioilla jo aurinkokunnan ulkoreunoillekin matkaaminen vie paljon aikaa. New Horizon on ollut toistaiseksi nopein avaruusalus, ja sen matka Maasta Pluton läheisyyteen kesti lähes 10 vuotta. Jos olisi tarkoitus päästä lähimmälle ehkä-elinkelpoiselle exoplaneetalle, toisiin aurinkokuntiin, matka veisi kymmeniä tuhansia vuosia. Se veisi myös valtavan paljon enerigaa: lenturin pitäisi ensin saada niin paljon vauhtia että se ensin pääsee pois Aurinkokunnan vetovoimakentästä, ja sitten sillä on vielä riittävästi vauhtia, niin että se pääsee perille päämääräänsä halutussa aikataulussa. Jos matkanopeuden voisi saada niinkin korkeaksi kuin 100 km/s, matka lähimmälle kohdetähdelle (11 valovuoden päässä olevalle ROS123 tähdelle) veisi 33 000 vuotta. Kauempiin tähtijärjestelmiin se veisi tietysti taas useita kertoja kauemmin.

Näin valtavan pitkä avaruusmatka olisi kohtalokas sitkeimmillekin soluille: niiden genomit ehtisivät hajota säteilyn vaikutuksesta, koska lepotilaiset solut eivät pysty korjaamaan vaurioitaan. Myöskään aluksen hienomekaniikka ei kestä loputtomiin avaruuden säteilyoloissa. Kuitenkin siellä perilläkin tarvitaan vielä tarkkoja jarrutus-, navigointi- ja paikannussysteemeitä, jotta alus voisi hakeutua halutun planeetan kiertoradalle.

Tällaisella vaarallisella ja teknisesti hyvin haasteellisella matkalle tarvittaisiin ainakin hyvin massiivinen alus turvaamaan sekä rahtia, että aluksen teknologiaa. Toinen turvallisuutta parantava tekijä olisi koettaa lyhentää matka-aikaa, eli matkustaa  kovempaa vauhtia. Kuitenkin sekä massan että vauhdin lisääminen vaativat taas enemmän energiaa sekä kiihdyttämiseen että jarruttamiseen (kaavan  2x ½ mv2 mukaan). Jos lenturi on tarkoitus ohjata jonkun tietyn planeetan kiertoradalle, myös navigointimanöövereihin tarvitaan vielä lisää energiaa.

Mutta periaatteessa: Jos jokin hyvin taitava teknologinen sivulisaatio hallitsisi tuollaisen pitkän matkan avaruusmatkailun, niin elämän kylväminen muille planeetoille olisi mahdollista. Siispä, vastavuoroisuusperiaatteen mukaisesti, tämä olisi voinut tapahtua myös päinvastaiseen suuntaan: Vieraat sivilisaatiot olisivat voineet tuoda elämän ituja maahan.

Kuitenkin: jotta elämän istuttaminen vieraalle planeetalle onnistuisi, se pitäisi viedä sinne hyvin yksinkertaisessa, kestävässä ja omavaraisessa muodossa.  Eikä ole mitään takeita siitä, että nuo ulkopuolelta tulevat elämän siemenet voisivat selviytyä uuden planeetan olosuhteissa, tai että ne  kehityisivät siellä mihinkään toivottuun suuntaan. Elämän selviytyminen jollakin planeetalla edellyttää juuri tuolle elämänmuodolle sopivia ”kultakutri-olosuhteita”.

Jos jotkut ”älykkäämmät tahot” pystyisivät vierailemaan planeetallamme, ne olisivat ehkä voineet tuoda tänne myös jotakin myöhempää vaikutusta. Eric von Däniken, monia lukijoita aikoinaan (1960-70 luvuilla) innostanut scifi-kirjailija on tarinoinut että juuri näin olisi käynyt täällä Maassa: jokin hyvin pitkälle kehittynyt vieras sivilisaatio, tai vieraat ”jumalat”, olisivat käyneet täällä vaikuttamassa nimenomaan ihmisen lajin kehittymiseen ja teknisen kulttuurin syntyyn. No, näin ei tietenkään ole käynyt. Scifi-tarinoiden ehdottama vieraiden älykkäiden eliöiden vaikutus, tai kädenjälki, ei näy missään kohtaa ihmisten kulttuurihistoriaa. Myöskään tuollaisia älykkäitä vierailijoita ei ole nähty missään havaittavissa olevassa avaruudessa.

Myöskään eliökuntamme kehityshistoriassa ei näy mitään vieraiden tahojen vaikutusta. Tämän planeetan monisoluisten eliöiden kehityshistoria on kirjoitettu fossiiliaineistoon, josta on jo tarkkaan luettavissa lajien polveutumishistoria aina ensimmäisiin monisoluisiin eliöihin asti. Niistä taakse päin ulottuva eliökunnan kehityshistoria on kirjautunut kaikkien tunnettujen lajien geeniperimään. Tuo eliökunnan geeniperimä kertoo että olemme kaikki kehittyneet tällä planeetalla, alkaen RNA-maailmasta, sitten viimeistä yhteisestä elämän esi-isästä (eli LUCAsta) ja sen jälkeen, bakteereiden ja arkkien moninaisen ja monimuotoisen kehityksen kautta eukaryooteiksi. Mikään ei viittaa siihen, että ulkopuoliset tahot olisivat kylväneet tänne elämää, tai sitä jossakin kohtaa peukaloineet.

Siis ajatus kohdennetusta elämän istuttamisesta voidaan unohtaa. Kuitenkin monet henkilöt vielä ehdottelevat että tämä elämämme ensimmäiset idut olisivat tulleet tänne avaruudesta, mutta ”luonnollisesti”, asteroidien tai komeettojen mukana.  Tätä panspermiaksi kutsuttua ajatusta esiteltiin myös viimeisimmässä Tiede-lehdessä.

Jos näin olisi, sen olisi pitänyt tulla sellaisesta paikasta missä elämää olisi ollut olemassa niin runsaasti, että sitä olisi tarttunut ko. planeetalta ylös-sinkoavien meteoriittien mukaan. Sen olisi pitänyt lähteä liikkeelle myös Maa-planeetan läheisyydestä, eli niin läheltä että se olisi ehtinyt perille niin nopeasti että elämä ei olisi kuollut matkan varrella. Sen olisi myös pitänyt ehtiä perille Maa-planeetalle pian, ennen kuin elämä käynnstyi täällä, n. 4 miljardia vuotta sitten.

Maasta on löytynyt jonkin verran Marsista tulleita meteoriitteja, ja sen perusteella on mahdollista että ensimmäiset solut olisivat voineet tulla tänne nimenomaan Marsista. Tämä edellyttäisi kuitenkin sitä että Marsissa olisi syntynyt elämää jo hyvin varhain aurinkokunnan muodostuessa, ja sitä olisi ollut siellä runsaasti. Tämä näyttää aika epätodennäköiselle. Epätodennäköiselle näyttää myös se, että infektiivinen Mars-meteoriitti olisi tuonut tuollaisen elämän idun Maahan parin sadan miljjoonan vuoden kuluessa, sillä esim. hyvin tunnettu Mars-meteoriiti ALH_84001 oli viipynyt matkallaan 3,6 – 1,4 miljardia vuotta. Jos satunnaisen meteoriitin kulkeutuminen lähimmältä planeetalta tänne kestää näin kauan, niin jostakin kaukaisemmista maailmoista se kestäisikin sitten jo lähes ikuisuuden. Elämän tulo passiivisesti ajautuvien kappaleiden mukana muista tähtijärjestelmistä Maahan on täysi mahdottomuus.

Scifi –puolelta haluaisin kuitenkin tuoda esiin vielä yhden mahdollisuuden: Arthur C. Clarkin RAMA –kirjoissa tähtien välinen matkailu onnistuu siten, että valtavan suuri, hyvin hallitusti toimiva ja elinkelpoinen avaruusalus matkaa hitaasti tähtijärjestelmästä toiseen. Sen asukkaina on jotakin elämän kaltaista ja hyvin älykästä, sellaista joka pitää avaruusalusta kotinaan. Nuo hypoteettiset kuvitellut olennot eivät kuitenkaan ole biologisia elämänmuotoja. Jos tuollaisia jossakin planeettakunnassa vierailisi, ne tuskin kylväisivät minnekään mitään alkeellisia LUCAn kaltaisia bioelämän ensimmäisiä siemeniä. Ne korkeintaan voisivat kiinnostuneenä havainnoida sellaista primitiivistä bio-eliökuntaa mikä täällä Maa-planeetalla vielä tällä hetkellä touhuaa. Mutta tämä on tietenkin pelkkää fiktiota.

12 kommenttia “Tuliko elämä avaruudesta”

  1. Niinsanottua EM-drivea tiedemaailma pitää oikeutetusti humpuukina, kunnes toisin todistetaan. Väitettyä efektiä on tutkittu mutta ei löydetty mitään, ja keksijän väitteen tueksi esittämä ”teoria” on matemaattisesti virheellinen.

    Mitä tulee panspermiaan, kommenttini on saattanut olla vähän epämääräinen, mutta tarkoitukseni ei ollut tukea panspermiaa. Panspermia-termi on laajakirjoinen, joten siihen on vaikea ottaa selvää kantaa. Jos minulla jokin kanta on, niin se on etten pysty osoittamaan panspermia-ajatuksia vääriksi mutten myöskään pidä niitä erityisen todennäköisinä.

    Yksi muoto ”panspermiasta” on että ehkä elämän resepti oli A+B, missä ”A” tuli asteroideilta ja ”B” maapallolta. Tosin tämä ei liene varsinaista panspermiaa, koska ”A” ei itsessään ollut elävä. Oli nimitys mikä tahansa, tällainen A+B ajatus ei sinänsä ole minusta kovin epätodennäköinen.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Hei vaan Pekka. Niinpäs onkin: ymmärsin edelliskertaisen kommenttisi väärin (ehkä vähän tahallisesti, siksi että itsekin ajattelin että ehkä näin – siis että jos me voisimme lähettää luotaimen mukana elämä kohdennetusti muualle, niin samoin joku olisi voinut lähettää tänne). OK. Otan pois viittauksen kommnettiisi. Tarkemmin luettuna sanotkin siinä että tuollaisen pitkän matkan teknologian avulla voisimme vain saada selville sen miten muutkin älykkäät lajit voivat toimia avaruudessa.

      Tuosta panspermiasta: tiedän toki että sinä tunnet hyvin sen että elämän synty edellyttää pitkällistä kemiallisten reittien ja reaktioiden jatkumoa, ja hyvin spesifisiä olosuhteita jotka pitävät yllä näitä reittejä, sekä valikoivat, rikastavat ja puhdistavat niiden tuotteita. Tällaisia kuumia, puolikuivia olosuhteita on turha hakea planeettakunnan ulkoreunoilta. Niinpä on myös turha olettaa että elämää tulisi sellaisilta suunnilta missä se ei voi syntyä eikä lisääntyä.

      On vain hassua että tämä panspermia-aihe pompahtaa silloin tällöin esiin erilaisissa tiede-lehdissä. Ilmeisesti ihmiset kuvittelevat että elämä voisi syntyä itsestään, jotenkin mystisesti, tyhjästä, ja sitten se voisi lentää tänne. Oikeasti, elämän synty on ollut hyvin konkreettista, luonnollista ja maanläheistä.

      Kiitokset sinulle taas kaikista kommenteista. Otan blokista pois myös tuon EM-drive -jutun. Se näyttikin liian hyvälle ollakseen totta. Siinähän sanottiin että rakettia pystyttäisiin kiihdyttämään ilman energiaa.

      1. Joo, kiitos, siis tuolla A+B:llä viittasin vain siihen mistä mekin on usein keskusteltu eli että osa elämän syntyyn tarvituista orgaanisista kemikaaleista olisi saattanut tulla meteoriittien mukana.

        Makroskooppisten meteoriittien lisäksi hyvin pienet ns. Brownleen pölyhiukkaset ovat mahdollinen reitti asteroidivyöhykkeen JA/TAI Kuiperin orgaanisille molekyyleille saapua maahan. Nuo hiukkaset ovat niin pieniä että ne hidastuvat jo korkealla ilmakehässä ja leijailevat hitaasti maan pinnalle, ilman että kitka kuumentaa niitä missään vaiheessa, ja ne ovat peräisin asteroideista ja komeetoista. Varhainen ilmakehä oli hapeton joten se ei hajottanut Brownleen hiukkasten orgaanisia molekyylejä kemiallisesti, ei ainakaan samalla tavalla kuin nykyään.

        1. Kirsi Lehto sanoo:

          Joo, kyllä vain. Penkaat tässä juurikin tämän aihepiirin (eli alämän alkuperän) keskeisiä alueita. Näin on, että kaikki elämän syntyyn tarvitut aineet ovat tulleet ”jostakin”. Siis alkuainetasolla, CHNOPS-alkuaineet ovat kaikki jossakin vaiheessa avaruudesta peräisin (kuten tietysti kaikki muukin mitä tällä planeetalla on). Elämän varsinaisena lähtöaineena tehokkaimmin on toiminut HCN, ja rinnalle tarvittu liukoista P:tä ja pelkistämiseen H2S:äää – jossakin vaiheessa myös O:ta ainakin veden muodossa, jatkossa myös erilaisia S:n, Fe:n, Mn:n ja Zn:n yhdisteitä…. Näistä ainakin kaikki kaasumaiset aineet, ilmeisesti myös P, ovat tulleet impaktien tai erikokoisten meteoriittien mukana, sillä planeetan ensimmäinen kaasukehä lensi pois Kuun-syntytörmäyksen yhteydessä. Myös valmiita orgaanisia molekyylejä on voinut saapua. Kuitenkin kaikki reagenssien konsentroitumis- ja ylös-rakentumisreaktiot ovat tapahtuneet jossakin täällä paikanpäällä.

  2. Suuri melko hitaasti liikkuva sukupolvialus kuten Rama (tai sellaisten laivasto) voisi olla teknisesti realistinen tapa matkustaa toiseen tähtijärjestelmään. Mutta jos yhteisö pysyy hengissä laivastossaan sukupolvien ajan, he eivät oikeastaan tarvitse eksoplaneettaa mihinkään. Helpompi on tehdä lisää aluksia kotiaurinkokunnan pienkappaleiden materiaalista ja asua ja lisääntyä niissä. Jos rakennusmateriaali loppuu kesken, sitten riittää laajentua naapuriaurinkokuntaan, koska useimmissa aurinkokunnissa varmaankin on pienkappaleita.

    Toisen kotiplaneetan etsintä jostain satojen valovuosien päästä ja muokkaaminen asuttavaksi olisi teknisesti vaativampaa, koska etäisyys on pitkä. Se olisi myös hyödyltään kyseenalainen ratkaisu, koska parhaimmillaankin muokattu planeetta tarjoaisi vähemmän asuinpinta-alaa kuin kotiaurinkokunnan pienkappaleista rakennetut avaruussaaret. Asuttavan planeettakandidaatin etsintä satojen valovuosien päästä ja sen etämuokkaus vaatisi hyvin pitkälle menevää tekoälyä, ja väestön siirto sinne vaatisi hibernaatiota tai muuta scifi-tekniikkaa. Avaruussaarien rakentaminen pienkappaleiden raaka-aineista olisi sellaiseen yritykseen verrattuna suorastaan helppoa.

    Jos asia on näin, niin voiko siitä päätellä tai ennustaa jotain? Yksi melko varma johtopäätös on että muukalaiset eivät tule valloittamaan Maata, koska niillä jotka pystyisivät ei ole siihen tarvetta. (Toinen argumentti joka johtaa samaan päätelmään on että valloitus olisi todennäköisesti jo tapahtunut, jos olisi tapahtuakseen.) Korkeintaan saattaisimme törmätä heidän tutkimusluotaimiinsa (ei radioviestiin koska se paljastaisi lähettäjän olinpaikan). Tai (varmaankin varsin epätodennäköisesti) joku teknologinen laji saattaisi asuttaa oman aurinkokuntamme ulko-osia ilman että olemme sitä sattuneet vielä huomaamaan.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Voisihan se noin olla, että nousee vielä sellainen tekninen sivilisaatio joka pystyy rakentamaan itselleen asuinkelpoisen planeetan. Kuitenkin toteutettavuuden kannalta olisit todennäköisesti merkittävästi (siis oikein merkitävän merktittävästi) helpompaa pitää tämä nykyinen elinkelpoinen planeetta elinkelpoisena. Taas pitää ajatella kaikkia niitä välttämättömiä tekijöitä joita pidämme täällä itsestään selvinä, mutta jotka itsestään selvästi taas sellaiselta ”autiolta avaruussaarelta” puuttuisivat. Näitä olisivat painovoima, ilmakehä, magneettikenttä — ja runsaat vesivarannot, kasvualustaksi kelpaava multa – perustuottajat ja hajottaja-eliöt, ja lukuisat organismit jotka olevat oleellisia ruuan tuotantomme kannalta (esim. pölyttäjähyönteiset). Samoin, jotta saataisiin tuotettua stabiili ilmakehä joka sisältää riittävästi CO2:ta hiilen sitomista varten, tarvittasiinn myös massiivinen hiilen kierto joka stabiloi sen määrää ilmakehässä. Biologiset komponentit ovat ajan mittaan tuotettavissa, mutta nuo fysikaaliset eivät ole.
      Vielä eräs seikka mikä olisi aika välttämätön tämän avaruus saaren asuinkelpoisuudelle olisi että lämpötila pysyisi jotakuinkin mukavana, 0:n ja 100 C:n välillä, jotta sen säätäminen elämälle sopivaksi olisi mahdollista (vaikka elettäisiin kuvun alla, niin silti olosuhteet pitää säätää. Tarvitaan Kultakutri-olosuhteet: ei liian kylmää, ei liian kuumaa). Myös valoa tarvitaan riittävästi fotosynteettisen perustuotannon ylläpitämiseen…. avaruus-saari pitäisi siis parkkeerata jotakuinkin elämän vyöhykkeelle — ja ongelma on se että näillä ”rataparametreilla” Aurinkokunnassa ei ole olemassa juurikaan pienkappaleita joista sellaista saarta voisi rakentaa. Tai onpas: täällä lähistöllä on toki olemassa meidän oma Kuumme. Se olisikin varmasti paras mahdollinen ”saarekkeen” paikka, jo ihmiset joskus sellaista haluaisivat rakentaa…

      Tämän sama elämänvyöhyke-preferenssi muuten aiheuttanee sen että tuolla Aurinkokunnan ulkolaitamilla ei voi piileskellä mitään suuria elämän-saarekkeita: siellä on yksinkertaisesti liian kylmää ja pimeää.

      1. Tässä tulikin esiin monia ympäristövaatimuksia, osa niistä saadaan toteutumaan helposti, jotkut vaikeammin. Keinopainovoiman voi tuottaa helposti sylinterimäisen saaren pyörimisliikkeellä, ja ilmaa estävät karkaamasta sylinterin seinät. Magneettikenttää ei tarvita, tai jos jotkut eliöt sitä tarvitsevat suunnistukseen, sen voinee tehdä teknisin keinoin. Vesistöt ovat korkeintaan muutaman metrin syvyisiä lampia, mitä joku voi pitää puutteena. Käsittääkseni kaikkia eliöitä voi olla (kasveja, matoja, hajottajia, lintuja, hyönteisiä). Ainoa rajoitus on että sellaisia isoja eläimiä kuten suurpetoja ei voi olla joiden reviirin pinta-ala kertaa minimi elinkelpoinen populaatiokoko (~500?) olisi isompi kuin habitaatin pinta-ala. Sama rajoitus koskee muuttolintuja. Lämpötilaa voidaan helposti säätää teknisin keinoin, ja valaistus voi olla heijastettua auringonvaloa jonka vuodenaika- ja vuorokausivaihtelut saadaan maankaltaisiksi (https://arxiv.org/abs/1806.09808 ). Tämä onnistuu 1 au:n etäisydellä; oletan että se onnistuu pienehköin muutoksin vähän laajemmassakin alueessa johon kuuluu Marsin rata. Nimittäin Marsin Phobos- ja Deimos-kuut taitavat olla ne lähimmät suurehkot kappaleet jossa olisi saatavilla rakennusmateriaaleja mikropainovoimassa. Se että Maan radalla ei ole pienkappaleita on tosiaan jonkinasteinen pulma. Ei niinkään siksi etteikö habitaattia saataisi toimimaan muuallakin, vaan siksi että matka-aika Maasta pitenee. Kuun ongelma on että sen painovoima tekee materiaalisen nostamisen kalliiksi ja siellä ei taida olla kovin paljoa ajoaineiden valmistukseen tarvittavia alkuaineita, tai jos onkin, niin navoilla, joissa puolestaan aurinkoenergia on kortilla. Kuun pinta itsessään on ongelmallinen paikka, koska painovoima on ihmisen hyvinvoinnin kannalta liian pieni.

        Auringonvaloa voi kohdistaa keräimellä ja ydinenergiaa on olemassa, joten en sulkisi täysin pois mahdollisuutta teknologisesta elämästä jopa Kuiperin vyöhykkeen olosuhteissa tai vieläkin kauempana.

        1. Kirsi Lehto sanoo:

          No hyvä on, olkoon sitten niin. Olen jo lähes vakuuttunut että tuollaisen avaruus-paratiisisaaren rakentaminen olisi teknisesti mahdollista. Mutta hillittömän kallista se olisi, ainakin jos ihmisten olisi tarkoitus elää siellä ollenkaan tällä mukavuustasolla mihin me (tai he) rikkaat länsimaiset ihmiset ovat tottuneet. Ja ilmeisesti varsin varakkaille se sitten rakennettaisiin.

          Merkittäviä haasteita tulisi kuitenkin siitä että tuon saari-isolaatin pitäisi olla täysin omavarainen kaiken suhteen — olisi ainakin suuri vääryys jos sitä pitäisi ylläpitää maasta käsin. Kaiken tuottaminen paikallisesti vaatiin aikamoista ruuan tuotantokapsiteettia, samoin aikamoista infraa kaiken muun kulutustavaran ja teknologian tuotannolle. Se ei ilmeisesti voisikaan olla mikään kertakäyttökulttuuri, ja kierrätysasteen pitäisi olla 100%.

          Sitten vielä yksi kysymys. Väkimäärä pitäisi säätä niin että se pysyisi aika samana koko ajan. Tuo isolaattipopulaatio eläisi niin eristyneenä maalaisista lajitovereistaan, ja niin erilaisten valintapaineiden alla, että se varmaan pian kehittyisi aika eri suuntaan kuin Maan ihmiset. Mielenkiintoinen lajinkehitysskenaario…

          1. En ole varma ovatko avaruussaaret käytännössä mahdollinen tapa ihmisille elää ja lisääntyä. Pidän kysymystä mielenkiintoisena ja tärkeänäkin, ja sen tutkiminen näyttää olevan mahdollista ajatuskokeiden avulla. Saa nähdä käykö samalla tavalla kuin vuosina 2007-2010 kun pohdin aurinkovoimasatelliitteja. Silloin tulin johtopäätökseen että kiertorataromuriski on aurinkovoimasatelliiteille showstopperi.

            Hinta muodostuu rakettilaukaisuista, ja sitten kun alus on lähtenyt, ohjelmointi- ja operointikuluista. Rakennelmat ovat todella massiivisia, mutta hinta riippuu siitä kuinka iso prosentti massasta tulee asteroideilta ja mikä osuus pitää rahdata Maasta. Maasta rahtaamisenkin hinta voi tosin aleta merkittävästi asteroidien kaivostoiminnan myötä. Nimittäin silloin kantoraketti voidaan tankata kiertoradalla paluuta varten, jolloin siitä saadaan täysin uudelleenkäytettävä (nykyiselläänhän SpaceX uudelleenkäyttää vain ensimmäistä vaihetta). Joka tapauksessa lähden siitä että kaikki avaruussaaren rakennemateriaalit tulevat asteroideilta ja maasta rahdataan lähinnä vain mikroprosessorit piirikortteineen, ihmiset, eläimet ja kasvien siemenet.

            Yksi asia mikä helpottaa sataprosenttista kierrätystä on sähköenergian runsas saatavuus aurinkopaneeleista. Riittävä kuumuus kun hajottaa minkä tahansa jätteen takaisin alkuaineiksi. Kolonian alkuperäisessä rakentamisessa pitää käyttää alkuaineita samassa runsaussuhteessa kuin asteroidi tarjoaa. Runsaussuhteet tunnetaan likimain jo nyt meteoriiteista. Materiaalit ovat esimerkiksi alumiini, magnesium, teräs, tyhjiöosissa ehkä kalsiummetalli (paras sähkönjohde mutta ei toimi ilmakehässä koska hapettuu herkästi), kvartsilasi, ehkä kvartsin ja metallin komposiitit, tavallinen borosilikaattilasi, vesi, hiilikuitumuovit. Happea jää tähteeksi kun metalleja pelkistää asteroidista. Sitä voi käyttää vaikka rakettien hapettimena ja ionimoottorien ajoaineena.

            Yksittäisen pyörivän kolonian koko on rajattu, mutta ajatus on että niitä olisi useita (lopulta suurikin määrä), ja matkustus niiden välillä olisi mahdollista. Kuinka usein, sitä en osaa tältä istumalta sanoa. Jos koloniat muodostavat parven esimerkiksi Marsin tai Cereksen kiertoradalla (eli siinä tapauksessa koloniat olisi rakennettu Phoboksen/Deimoksen tai Cereksen materiaaleista), voisi pohtia josko matkustus niiden välillä onnistuisi ilman ajoainetta.

            Jos geneettistä eriytymistä haluaa estää ja jos matkustus osoittautuu kalliiksi, sukusolujen vaihto kolonioiden välillä ja Maan kanssa olisi yksi mahdollisuus kasveille, eläimille ja ihmisille.

          2. Kirsi Lehto sanoo:

            Mahtava scifi-skenaario. Ehkä se on ihan kohtalaisen lähellä — jos ihmiskunnalla raha riittää. Olis myös mahtava peliskenaario.

          3. Virtuaalimaailmassa aurinkokunnan kolonisaation voisi tosiaan aloittaa harrastuspohjalta, ilman pääomaa. Robotiikkahan koostuu sensoreista, aktuaattoreista ja ohjausalgoritmista, ja kun sitä tehdään virtuaalisesti, nuo kolme osa-aluetta plus fyysinen ympäristö pitää mallintaa. Eli jokaista robottitehtävää mallintamaan tarvitaan neljä rinnakkain työskentelevää ohjelmoijatiimiä, ja viidentenä testaustiimi joka ”pelaa” eli ajaa ohjelmaa eri tilanteissa. Jokaista tehtävää voidaan lisäksi mallintaa erilaisilla tarkkuustasoilla. Tarkin koodi käyttää luotettavaa perusfysiikkaa, ja sen suoritus on yleensä hidasta. Karkeammat koodit sisältävät erilaisia approksimaatioita. Ne pyörivät nopeammin ja ne täytyy validoida tarkempien koodien avulla. Validoinnit tarvitsevat omat tiiminsä.

            Wikipedia on osannut organisoida porukan kirjoittamaan tietosanakirja-artikkeleita omasta osaamisalueeseen. Tässä tarvittaisiin ehkä jotain samantapaista lähestymistapaa. Softankehitykseen on toki olemassa työkaluja (Github, sourceforge jne.), mutta niissä koodit istuvat ilman hierarkiaa rivissä kuin kanat orrella, ja se ei ihan riitä.

          4. Kirsi Lehto sanoo:

            On se niin eri maailma, että todellakin, olis hyvä toteuttaa (ensin) virtuaalisesti.

            Tästä tuleekin mieleen mielenkiintoisena esimerkkinä elokuva Gravity. Hieno kuvaus avaruuden haasteista, teknologian mahdollisuuksista ja haavoittuvuudesta silloin kun kaikki ei mene ihan laskelmien mukaan. Käsittääkseni se kuvasi avaruusolosuhteiden perusfysiikkaa aika hyvin. Ootko nähnyt?

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Miten voisimme asuttaa kaukaisia exoplaneettoja

31.3.2019 klo 23.39, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Pari vuotta sitten astrobiologian kokouksessa Vilnassa tutkija nimeltä Claudius Gros piti puheen, jossa hän esitti uudenlaisen mahdollisuuden läheisimmän galaktisen ympäristön asuttamiseksi: kaikista kestävimpiä eliölajeja kuten Bacillus tai Deinococcus lajisia bakteereita, ehkä myös karhukaisia,  ja erityisesti, omavariaisten fotosynteettisten  eliöiden kuten syanbakteereiden tai kasvien lisääntymisyksiköitä pakattaisiin automaattisiin mikrosatelliitteihin, jotka sitten ammuttaisiin kohti lähimpiä eksoplaneettakuntia. Matkattuaan avaruudessa joitakin kymmeniä tuhansia vuosia nämä elämää kuljettavat luotaimet voisivat joko osua tai ohjautua jollekin eksoplaneetalle. Jos olosuhteet olisivat suotuisat, nämä elämän siemenet lähtisivät lisääntymään. Luonnonvalinnan lempeän ohjauksen avulla orastava elämä sopeutuisi vallitseviin olosuhteisiin ja kehittyisi eliökunnaksi.

Yleisön reaktiot ilmaisivat lähinnä teknistä kiinnostusta. Muistaakseni oli jonkin verran puhetta tuollaisten mikrosatelliittien kiihdytys- ja jarrutusvoimasta, samoin tuli useitakin kysymyksiä siitä millaiset eliöt, ja miten pakattuna, kestäisivät noin pitkän matkustusjan avaruudessa. Kyseinen puhuja oli erityisen vakuuttunut siitä että syanobakteereiden lepoitiöt, sekä kasvien paksuseinäiset, tummia pigmenttejä sisältävät siemenet voisivat hyvinkin säilyä elävinä perille.

Itse olin puheesta vain hyvin hämmentynyt. Tämä elämän levitys -ajatus ei ainakaan sovi yhteen minkään planeettojen suojeluperiaatteiden kanssa. Lisäksi, itse en oikein millään ymmärtänyt mikä olisi tällaisen levittäytymis-hankkeen syy, tarkitus tai motiivi. Olisiko elämä nyt jokin sellainen itseisarvo jota meidän pitäisi kaikin keino yrittää levittää eteenpäin – samaan tapaan kuin kirkkokunnat levittävät uskontoja. Käytäväkeskustelussa joku ilmaisi asian niinkin että elämä on vain kärsimystä ja taistelua, ja sen tarkoituksellinen levittäminen olisi mitä epäeettisin teko.

Moraalisiin ja eettisiin kysymyksiin ei kokousesitelmässä virallisesti otettu kantaa. Claudius Gros on kuitenkin samoihin aikoihin julkaissut samaan aiheeseen liittyvän artikkelin ”Developing ecospheres on transiently habitable planets: the genesis project” Astrophysics and Space Science, 2016, 361:324, https://link.springer.com/article/10.1007/s10509-016-2911-0, missä hän tarkemmin selittää suunnitelmaansa: Elämän siemeniä kuljettavat mikrosatelliitit suunnattaisiin lähialueella (100 valovuoden säteellä ) havaituille elinkelpoisille planeetoille. Luotaimen matka voisi edetä esimerkiksi Maasta tai Maan kiertoradalta ammutun lasersäteen ajamana, ja jarrutus taas jonkinlaisen magneettipurjeen avulla.

Kohdeplaneetan radalle saavuttuaan luotaimen keino-älykkäät vastaanottimet ensin tarkkalisivat planeetan pintaa havaitakseen siellä mahdollisesti jo olemassa olevat elämän muodot. Jos luotain ei havaitse planeetan pinnalle mitään pidemmälle kehittyneitä elämänmuotoja, se alkaisi syntetoida eläviä soluja. Se voisi tuottaa jonkinlaisen valikoiman erilaisia lajeja, sellaisia jotka oletettavasti selviytyisivät alhaalla vallitsevissa olosuhteissa. Se kapseloisi elävät keino-solut johonkin sopivaan ravintoliemeen ja pudottaisi ne planeetan pinnalle. Inokuloinnin onnistuminen voitaisiin varmistaa sillä että luotain jatkaisi saastutusta niin kauan kuin sen virtapiireissä riittäisi voimaa, ja pulloissa solujen kokoamiseen tarvittuja raaka-aineita.

Tässä artikkelissa Gros antaa myös perusteluja sille miksi tällaiseen hankkeeseen pitäisi ryhtyä. Hänen tavoitteenaan on varmistaa että jossakin tuolla suhteellisen lähellä olevilla elinkelpoisilla planeetoilla eliökunta lähtisi käyntiin, ja kehittyisi monimuotoiseksi, ja mieluiten Maan eliökuntaa muistuttavaksi ekosysteemiksi, joka pitäisi yllä hapekasta ilmakehää. Maan esimerkin perusteella eräs ongelma tällaisen eliökunnan kehityksessä on kuitenkin se, että elämän synty on epävarmaa. Jos se syntyykin, niin edelleen, myös sen varhaiset kehitysvaiheet ja kompleksisuuden lisääntyminen etenevät hyvin hitaasti. Maassa kesti aikoinaan noin miljardi vuotta ennenkuin bakteerien ja arkkien lajisto oli kehittynyt täyteen geneettiseen mittaansa. Samoin kesti noin miljardi vuotta ennenkuin syanobakteerit keksivät happea tuottavan fotosynteesin. Tämän jälkeen kesti joitakin satoja miljoonia vuosia ennenkuin happi oli hapettanut planeetan pinnan vedet ja mineraalit, ja alkoi kertyä ilmakehään. Tämän jälkeen tarvittiin taas joitakin satoja miljoonia vuosia ja yksi syvä, myös satoja miljoonia vuosia kestänyt jäätiköitymisten aika, ennekuin kuvaan ilmesyivät ensimmäiset tumalliset eukaryoottisolut. Tämän jälkeen ilmakehän happipitoisuus nousi hitaasti. Tarvittiin vielä toinenkin syvän jäätiköitymisen aika, ja happipitoisuuden nousu lähes nykyiselle tasolleen, ennenkuin monisoluiset eläimet ilmestyivät planeetan merien lajistoon. Tämä taas tapahtui evolutiivisessa aikaskaalassa räjähdysmäisen nopeasti, ja tapahtumaa kutsutaankin kambrikauden räjähdykseksi (=,54-0,52 miljardia vuotta sitten).

Gros arvelee, että planeetalle voidaan synnyttää monimutkainen eliökunta merkittävästi nopeammin, jos tuo eliökunnan hidas kehitysvaihe ohitetaan, ja kehitys aloitetaan suoraan sellaisesta mikrobilajistosta joka vastaa Maan lajistoa juuri ennen kambrikauden räjähdyksen tapahtumista. Tällä tavalla nopeuttettu kehitys varmistaisi sen että planeetalle ehtisi kehittyä monimuotoinen isojen lajien eliökunta sen rajallisen ajan kuluessa, mitä kyseinen planeetta säilyy elinkelpoisella vyöhykkeellä emotähtensä kiertoradalla. Gros antaa myös ymmärtää (joskaan ei ihan suoraan sano) että siinä vaiheessa kun ihmisten siirtokunnat pakenevat pois Maapallolta ja etsivät uutta kotia, tuolle eksoplaneetalle olisi ehkä kehittynyt jo hapellinen ilmakehä, ja ehkä myös ihmisen kanssa yhteensopiva lajisto. Hän siis tarkoittaa, että nuo etujoukkoina lähetetyt mikrobit ja kasvit käynnistävät eksoplaneetalla prosessin jota kutsutaan sanalla terraforming, eli Maan kaltaistaminen.

Huh sentään. Näyttää kyllä varsin epävarmalle hankkeelle. Yksi este ainakin on se että kukaan ei pysty ennustamaan evoluution suuntaa, ei edes siinäkään tapauksessa että olosuhteet olisivat varsin samankaltaiset, saati sitten jos ne ovat ihan erilaiset esimerkiksi gravitaation, säteilytason, ilmakehän ja ympäristön koostumuksen osalta. Kukaan ei pysty ennustamaan mitä tuollaisella planeetalla kehittyisi – vai kehittyisikö mitään. Todennäköisesti, jos tällainen kokeilu tehtäisiin useammalle planeetalle, kaikilla niillä se etenisi aivan eri tavoilla.

Kuitenkin, Gros itse on sitä mieltä että “If we want, we can do it. And we have to discuss and think about our place in the cosmos. Do we want to observe or do we want to be active?” (https://cosmosmagazine.com/space/genesis-project-a-plan-to-seed-life-on-other-planets). (more…)

10 kommenttia “Miten voisimme asuttaa kaukaisia exoplaneettoja”

  1. En näe asiassa eettistä ongelmaa, eloton maailmankaikkeus ei tarvitse suojelua koska se on rajaton ja muuttuu (jossain mielessä tuhoutuu) koko ajan muutenkin. Elottomalla maailmankaikkeudella on vain välinearvoa elämälle. Kun suojelemme luontoa maapallolla, suojelemme sitä elämän ympäristönä, emme geofysiikan takia.

    Teknisesti ehdotus kuulostaa ennenaikaiselta, mutta on silti hyvä että asiaa pohditaan. Kuitenkin se mitä tarvittaisiin ensin olisi iso kaukoputki jolla näkisi eksoplaneettoja suoraan. Maan päälle riittävän ison teleskoopin rakentaminen olisi vaikeaa, mutta painoton avaruus olisi helpompi ympäristö.

    10-15 vuotta sitten puhuttiin paljon Darwin- ja TPF-avaruusteleskoopeista. Ne ovat jostain syystä poistuneet avaruusjärjestöjen ohjelmista, mutta tarve ei ole kadonnut mihinkään. En kuitenkaan välttämättä ehdottaisi Darwinin tyyppistä kuuden perinteisen teleskooppialuksen interferometriä, vaan ehkä ennemmin tuhansien pienalusten yhteenliittymänä muodostuvaa mosaiikkipeiliä.

    Riittävän suurella kaukoputkella näkisimme millaisia eksoplaneet ovat. Kuinka paksuja ovat ilma- ja vesikehät, onko mantereita, onko napajäätiköitä. Onko tulivuoria ja laattatektoniikkaa. Millaisia ovat pyörimisakselin kallistuskulmat ja pyörimisajat. Onko joukossa planeettoja joilla elämä voisi pärjätä, mutta joissa elämää vain ei ole sattunut syntymään. Vai onko esimerkiksi niin että ilman elämää maankaltainen planeetta romahtaa joko Marsin tai Venuksen kaltaiseksi. Jos niin olisikin, silloin voitaisiin targetoida nuoria eksoplaneettoja.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Hyvät näkemykset…

  2. Juhani Harjunharja sanoo:

    Pekalla on hyviä pohdintoja, mutta näissä eksojutuissa on syytä muistaa sekin, että me näemme avaruudessa aina menneisyyteen. Voisihan olla niinkin, että jokin elämisen ”siemen” olisi nyt juuri putkahtanut esiin muutoin meille nyt elottomana näyttävässä eksossa. Miten se sitten mahtaisi kohdata meidän elämämme alkeiskehityksen? Tuhoaisimmeko silloin sattumoisin eksossa sellaisen uuden versoavan elämän, joka voisi noissa olosuhteissa kehittyä hyvinkin moninaiseksi ja pitkälle. Miten osaamme vielä varmistaa, millaista elämä kosmisissa mittasuhteissa on, jos sitä yleensä on… hmm

    1. A. Karhumaa sanoo:

      Niin kauan kuin pystymme havaitsemaan planeettoja vain omassa galaksissamme, tuo ”menneisyys” ei ole biologisessa mielessä kovin kaukana. Toisaalta on mielenkiintoista todeta, että sen ”galaktisen vuoden” aikana joka aurinkokunnaltamme kestää kiertää linnunratamme keskustan ympäri, maapallon elämässä on ehtinyt tapahtua jo isompiakin muutoksia: https://en.wikipedia.org/wiki/Galactic_year

      1. Kirsi Lehto sanoo:

        Nämä mittakaavat mitä tässä keskustelette ovat kovin kiintoisia. Jos kuvitellaan tuollaisen robottisatelliitin kohdennettua matkan tekoa, niin se varmastikin rajoittuu lähimpiin planeettakuntiin. Samoin, elämän siemeniä kannattaa kylvää vain sellaiselle planeetalle missä olosuhteet ovat elämälle suotuisat. Siis esim. lähin proxima Centar b planeetta 4 valovuoden päässä ei käy, koska sen emotähti on liian roihuava. Paras kanditaatti lähietäisyydellä, vain 11 valovuoden päässä, olisi ilmeisesti Ross 128b. Tuolta tuleva visuaalinen signaali (valo) olisi vielä aika reaaliaikaista, eli se mitä nähdään täällä nyt on vain noin 10 vuotta vanhoja tilanteita. Matkan teko sinne päin olisi kuitenkin merkittävästi hitaanpaa. Parhaimmillaan mikroluotaimet voisivat matkustaa ehkä 0,01 – 0,001 valonnopeudella, ja matka kestäisi siis (kertaluokkeen) 1000 tai jopa 10000 vuotta. Nämäkään eivät ole mitenkään hirvittävän pitkiä aikoja – paitsi että tällaisessakin ajassa kohdetähti siirtyy jo jonkin verran toiseen kohtaan galaktisella kiertoradallaan. Niinpä meidän satelliitillemme voi olla aika vaikeaa osua koko tähdelle – ja vielä vaikeampaa osua juuri halutun kohdeplaneetan läheisyyteen. Sitten vielä vaikeampaa sen on jarruttaa juuri sopivasti niin että se voisi asettua sen kiertoradalle. Osumista vaikeuttaa se että tähtijärjestelmä heiluu myös paikallisesti. Osumiminen ja radalle asettuminen edellyttäisi että lenturilla olisi riittävästi polttoainevarastoja jolla se voi aktiivisesti ohjautua – ilman tällaisia toimenpiteitä sille kävisi samoin kuin Oumuamualle, eli se hujahtaisi ohi. Välimatkat jopa läheisimpiin tähtiin ovat niin kovin pitkiä, ja planeetat itse niin kovin pieniä, että seilaaminen tiettyihin kohteisiin lienee mahdotonta.
        Antin lähettämä linkki maailman tapahtumiin on mainio: galaktisen vuoden mittakaava on tosi havainnollinen. Tuo suuri galaktinen kierto on kovin rauhallinen prosessi, siitä huolimatta että tähtemme kiitää radallaan niinkin hurjaa vauhtia kuin 230 km/s. Eri prosessien mittakaavat eivät ole oikein yhteismitallisia.

  3. Tähtiluotaimista puhuminen on viime vuosina arkipäiväistynyt, ja ilmeisenä syynä on Juri Milnerin 100 miljoonan lahjoitus alalle. Kuitenkin edelleen pätee että mikä tahansa tähtiluotain olisi nykytekniikan tasolta lähtien äärimmäisen vaikea toteuttaa. Gigawatin laserpatteristolla voitaisiin ehkä kiihdyttää neliömetrin kokoinen pyörivä ohut kalvo suureen vauhtiin, mutta mitään kommunikaatiovälinettä ei kalvon kyytiin voisi laittaa, koska sen kokema suunnaton kiihtyvyys repisi kalvon heti jos jokin kohta olisi muita paksumpi. Ei myöskään mikään tunnettu elektroniikkatyyppi kestä sitä suunnatonta säteilyrasitusta joka syntyy kun tähtienväliset vetyatomit osuvat laitteeseen relativistisella nopeudella eli muuttuneina hiukkaskiihdyttimen suihkuksi, ja elektroniikan suojaaminen vaatisi jotain materiaa, jonka lisääminen on mahdotonta edellämainitusta syystä.

    Jos lähdetään siitä että luotain olisi paljon hitaampi, esimerkiksi kiihdytetty ”vain” 100 km/s nopeuteen sähköpurjeella, silloin matka 11 valovuoden päähän kestäisi 33000 vuotta. Sähköpurjeella voisi periaatteessa jarruttaa luotaimen käyttäen tähtienvälistä ainetta, ja sitten purjehtia halutun planeetan kiertoradalle käyttäen kyseisen tähden tähtituulta. Noin pitkäikäisen laitteen rakentaminen tuntuisi kuitenkin hyvin haastavalta.

    Tähtiluotaimia kohti pitäisi edetä pienin askelin. Oman aurinkokuntamme ulko-osissa olisi paljon tutkittavaa, ja se alue on valtavan paljon helpommin saavutettavissa kuin tähdet, vaikka silti haastavaa. Asteroidien kaivostoiminta pitäisi saada käyntiin, jotta päästäisiin rakentamaan niitä avaruussaaria. Nämä ovat teknisesti paljon helpompia haasteita kuin tähtiluotaimet, ja niillä olisi valtava positiivinen vaikutus maailmantalouteen, ja, jos niin haluamme, Maan biosfäärin suojeluun.

    Ehkä tulevaisuudessa löydetään uutta fysiikkaa, joka tekee tähtiluotaimetkin mahdollisiksi, ehkä jopa ”helpoiksi”. Esimerkiksi jos löydettäisiin negatiivisen massan hiukkasia ja pystyttäisiin luomaan ja kontrolloimaan niitä, voitaisiin rakentaa alus joka on 50-prosenttisesti negatiivista ja 50-prosenttisesti positiivista massaa. Sellaisen aluksen inertia ja liike-energia olisi nolla riippumatta siitä mitä vauhtia se kulkee. Alus voisi muuttaa liiketilaansa mielivaltaisen paljon (kunhan ei valon nopeutta ylitä) käyttämättä siihen lainkaan energiaa. Vähän samoin kuin helium tekee ilmapallosta painottoman ilmakehässä, negatiivinen massa ruumassa tekisi aluksesta inertiattoman maailmankaikkeudessa, jolloin se voi muuttaa paikkaansa helposti kuin ajatus, vaikka on fyysinen esine. Se että maailmankaikkeus laajenee kiihtyvästi antaa pientä toivoa että jotain tuontapaista uutta fysiikkaa saattaisi kenties ollakin olemassa, kunhan tarpeeksi tutkitaan.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Wau … hämmentäviä nuo futuristiset visiot. Ja tuo tämänhetkinen realistinen tilanne lienee se, että mikään suunnattu matkustaminen (tai luotaimen lähettäminen) mihinkään toiseen tähtijärjestelmään ei ole nykytekniikalla mahdollinen.

      1. Aivan. On mahdollista lähettää luotaimia, jotka poistuvat aurinkokunnastamme pysyvästi eli joista tulee tähtienvälisiä kappaleita, mutta signalointi kaukaa ei onnistu, ja laitteen pysyminen ylipäätään hengissä hyvin pitkään on suuri kysymys.

        Silloin tällöin joku ehdottaa että pannaan luotaimen matkaan pullopostia, ja niinhän Voyager-luotaimiin pantiinkin. Ajatus on nykyisen fysiikan tietämyksen nojalla järjetön, koska avaruus on niin iso että pientä passiivista murikkaa ei kukaan voi sen syövereistä löytää, paitsi jollain tähtitieteellisen pienellä todennäköisyydellä. Ainoa tapa havaita sitä olisi havaita sen heijastamia ja emittoimia fotoneja, mutta niitä on vain äärellinen määrä. Havaitsijan pitäisi osua kosmisesti ajatellen hyvin lähelle luotainta, jotta olisi teoriassa mahdollista että edes yksi fotoneista osuisi hänen detektoriinsa sinä aikana kun luotain kulkee ohi ja taas etääntyy.

        Jos haluaa fiilistellä egyptiläisiä eli maksimoida todennäköisyyden että joku kaukaisessa tulevaisuudessa voisi saada nykyihmisestä arkeologista tietoa, en yhtäkkiä keksi tehokkaampaa tapaa kuin rakentaa geometrisia muotoja Kuun pinnalle. Maapallo näkyy kauas, ja katsoja huomaa että se on (tai ehkä on ollut) elämänvyöhykkeellä, ja sen geologisesti passiivisen kiertolaisen pinta on paikka, jonka vieras äly ensimmäisenä tarkistaa. Geologit ja matemaatikot osaisivat varmasti analysoida mikä kuvio olisi optimaalinen säilymisen ja havaittavuuden kannalta.

    2. Antsa Vuori sanoo:

      Maallikolle mielenkiintoista juttua, jota on mahtava lueskella, kiitos!

      Mikäli maapallon elämä on saanut alkunsa asteroidin törmäyksestä ja sen seurauksena tapahtuneesta bakteerien siirtymisestä maapallon ilmakehään/maaperään, luulisi että asteroidien iskeymiä on tapahtunut miljardeja tai kymmeniä miljardeja kertoja aiemmin tässä suunnattomassa maailmankaikkeudessa ja sitä tapahtuu edelleen koko ajan.

      Ihmisten idea bakteerien ampumisesta avaruuteen tuntuu tähän verrattuna melko vaatimattomalta.

  4. ”Astrobiologinen resiprositeetti eli vastavuoroisuusperiaate”

    Usein näissä keskusteluissa käy niin että harhaudutaan kauas astrobiologiasta, kunnes havaitaan että aiheella onkin yllättävä yhteys astrobiologiaan, esimerkiksi vieraan teknologian etsintään. Ehkä takana on yleisempikin periaate, joka on jotain sukua sähkömagneettiselle resiprositeetti- eli vastaavuusperiaatteelle, eli (yksinkertaistaen) sille että samat kaavat pätevät jos lähetin ja vastaanotin vaihdetaan keskenään.

    Asiaa voisi yrittää kiteyttää esimerkiksi seuraavasti: Jos keksii tavan jolla ihminen säilyy hengissä maailmankaikkeudessa pitkään, samalla löytää tavan etsiä muukalaisia, ja kääntäen.

    Tai: Tavoilla joilla voi kuvitella tutkivansa heitä, he ovat voineet tutkia meitä.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *