Kādiem bija jābūt fiziskajiem apstākļiem uz Zemes, Saules un Saules sistēmā, lai veidotos biosfēra uz mūsu planētas? Kādi galaktiskie faktori ietekmēja dzīves izcelsmi? Vai ārpus Zemes ir dzīvība? Uz šiem un citiem zinātniskiem jautājumiem izglītības festivāla Science Bar Hopping ietvaros atbildēja fizikālo un matemātisko zinātņu kandidāts, Zemes magnētisma un radioviļņu izplatīšanās institūta Saules fizikas un saules un zemes attiecību departamenta vecākais pētnieks. N. V. Puškova RAS Marija Ragulskaja.
“Zinātnes aprindās dominējošais viedoklis ir, ka dzīve galvenokārt ir globāla parādība. Un, ja mēs pietuvosimies jautājumam par tā rekonstrukciju, neapsverot tikai antropogēno principu, tad dzīvību var radīt uz daudzām planētām, jo šajā sakarā nav fizikālu un ķīmisku ierobežojumu,”sacīja eksperts.
Saules aktivitāte un dzīve
Zemes biosfēra apstrādā tādu saules enerģijas daudzumu, kas 30 reizes pārsniedz tektonisko un vulkānisko procesu enerģiju un ir praktiski vienāds ar visu siltumenerģiju no Zemes iekšienes. Vienpadsmit gadu ilgajā saules aktivitātes maiņas periodā Saules ieguldījums biosistēmu attīstībā un klimatā ir 10%. 250 gadu laikā šis ieguldījums palielinās līdz 70%.
Mūsu dzīve ir hirāla
Dzīve ir balstīta uz oglekli un ūdeni. Šai sarežģītajai struktūrai nepieciešama ķīmiska bāze un šķīdinātājs. Zemes dzīves ģenētiskais kods -nav vienīgais bioķīmiski iespējamais. Kā šķīdinātājs ir piemērots šķidrais amonjaks un sērskābe, un bora vai slāpekļa saites augstās temperatūrās aizstās oglekli. Cilvēks sastāv no noteiktas chralitātes molekulām, kas arī nav ekskluzīvas. Chiralitāte ir molekulas īpašība, lai tā netiktu apvienota telpā ar tās spoguļattēlu. “Chirality ir kā cimdi - pa kreisi un pa labi. Ja molekula ir savīti vienā virzienā, tad neviena kosmosa kustība pret otru nevar to apgāzt. Nav pareizi apgalvot, ka dzīvības procesus nevar realizēt Visumā, tāpat kā uz Zemes, bet gan savīti pretējā virzienā. Nav zināms, kāda iemesla dēļ uz mūsu planētas ir piepildījusies tikai viena iespēja. Šos zinātniskos jautājumus risina zinātnieki, kuri pēta dzīves izcelsmi. Tas ir, nepietiek ar molekulas salikšanu, ir nepieciešams nodrošināt procesu,atdalot labo no kreisās un uzkrājot dzīvībai piemērotu iespēju. Un paradoksāli, ka šādu procesu mums nodrošināja jaunā Saule ar savu starojumu - teica eksperts.
Reklāmas video:
Kur meklēt dzīvi?
Zemes dzīves attīstības agrīnais periods atšķīrās no mūsdienu perioda: okeānu ķīmiskais sastāvs, atmosfēra, temperatūra, planētu atrašanās vieta un aktīva meteorītu bombardēšana. Dzīvības izcelsmes meklējumi jāsāk no brīža, kad Visuma ķīmiskais sastāvs kļuva aptuveni tāds pats kā tagad - tas ir pirms 7,8 miljardiem gadu. Šajā periodā parādījās primārie dzīvībai svarīgie elementi - ogleklis un ūdens. Šie mūsu ķermeņa elementi ir izdegušu zvaigžņu paliekas. Mēs visi esam veidoti no zvaigžņu lietām. Tas ir, apmēram puse viņu dzīves Saule, Zeme un Saules sistēma atradās pilnīgi atšķirīgos apstākļos, nevis tajos, pie kuriem cilvēce ir pieradusi. Uzticama dzīvība uz Zemes - tāda, kāda atrodama fosilijās - pirms 3,8–4 miljardiem gadu. Zinātnieki nevar teikt, ka agrāk nebija dzīvības,jo praktiski neviens iezis nav saglabājies vecāks par šo vecumu. Senaku informāciju var iegūt no meteorītiem.
Kā dzimusi Saules sistēma?
Saules sistēmas izveidei vajadzēja apmēram 900 miljonus gadu. Viņa dzimusi blīvā zvaigžņu klasterī ar līdzīgām zvaigžņu sistēmām. Viņi parādījās pēc supernovas sprādzieniem. Varbūt meteorītu krišana bija saistīta ar faktu, ka sistēmas atšķīrās un apmainījās ar meteorīta vielām.
Galaktiskā dzīve
Galaktikas starpzvaigžņu vidē ir atrastas daudzas sarežģītas organiskas vielas, kas veido dzīvos organismus. Galaktiskie mākoņi, caur kuriem iziet kosmiskie stari, ir milzīgs organisko vielu avots. Mūsdienu zinātnieki ir atklājuši vairāk nekā 200 šādu vielu. Zinātniekiem ir grūts uzdevums - atšifrēt šos datus.
Early Mars - dzīves oāze
Agrīnajā Marsā pirmo pusmiljardu gadu bija visi apstākļi dzīvības izcelsmei un attīstībai, savukārt uz Zemes šādu procesu nebija. Jaunajai planētai bija okeāni ar lielu ūdens daudzumu, atmosfēru un siltu klimatu. Tomēr Marss ir maza planēta un tālu no Saules. Pastāv arī tāda lieta kā "saules vējš" - jonizētu daļiņu straume no saules koronas. Šī straume pārtrauca Marsa atmosfēru. Lielākā daļa meteorītu, kas mūs sasniedz, ir marsieši. Ja uz planētas bija dzīvība, tad tā pārvietojās no Marsa uz Zemi, nevis otrādi.
Saule: toreiz un tagad
Agrā Saule un mūsdienu Saule nav līdzvērtīgas. Saulei bija daudz vairāk saules punktu, un tās spožums bija daudz mazāks - 70% no pašreizējā stāvokļa. Zvaigzne pakāpeniski uzliesmoja (līdz šim mirdzums ir palielinājies pusotras reizes), bet tajā pašā laikā saules signālraķetes bija ļoti aktīvas. Agrā Saules masa ir līdz 103%, rotācijas periods ir no 6 līdz 10 dienām. Notiekošo procesu intensitāte bija simts reizes augstāka par pašreizējo līmeni.
Meklē planētu, kur dzīvot
Biosfērai izdzīvošanai nepieciešams: šķidrs ūdens uz kosmosa objekta ilgu ģeoloģisko periodu, organiskie savienojumi, enerģijas avoti bioķīmiskajiem procesiem un aizsargplēve. Zinātnieku mērķis ir atrast vietas, kuras ir aizsargātas no radiācijas un kurās varētu uzglabāt ūdeni. Viņi nemeklē dzīvi monovidē. Zinātnieki uzskata, ka dzīve veidojas trīs fāžu kvintesences dēļ: šķidra, gāzveida un cieta.
“Starp biologiem un ģeologiem notiek lielas debates par to, kur var nolaisties kosmosa misijas, lai meklētu Marsa biosfēru. Ģeologi apgalvo, ka senākās ieži. Savukārt biologi uzskata, ka ar miljardiem gadu ilgu radiāciju šīs ieži vairs nav. Biologi pierāda, ka Marsā joprojām valda kvazperiodiska atmosfēra. Laiku pa laikam Marss maina planētas asi, un tā polārie vāciņi izkūst. Varbūt reizi 120 tūkstošos gadu ūdens uz Marsa parādās vairākas nedēļas. Sausā animācijā sauszemes organismi var izdzīvot 120 tūkstošus gadu. Ja ūdens uz Marsa parādās reizi 120 tūkstošos gadu, tad organismu atjaunošanai, dzīves cikla izveidošanai, pēcnācēju atstāšanai un pēc tam nākamo 120 tūkstošu gadu gaidīšanai pietiks ar vairākām nedēļām,”sacīja eksperts.
Viņi meklē dzīvību uz Venēras. Venēras spiediena un temperatūras apstākļos oglekļa vietā var iegūt ķīmiskus savienojumus, kuru pamatā ir slāpeklis, un oglekļa dioksīda superkritiskais šķidrums darbosies kā ūdens. Zinātnieki teorētiski var uzrakstīt reakcijas, bet viņi nevar tās pārbaudīt zemes apstākļos. Ir nepieciešams veidot augu ar vairāku planētu lielumu. Zeme laboratorijām šādu vielu ražošanai ir maza. Bet kosmosā šie eksperimenti ir pilnīgi iespējami.
Sākot ar 2018. gada 3. oktobri, tika ticami apstiprināta 4011 eksoplanētu esamība 2996 planētu sistēmās. Starp tiem zemes tips - no 5%.
Galvenais ierobežojošais faktors dzīvības meklējumos ir starojums no vecāku zvaigznes vai gāzes milzu planētām. Biosfēra var pielāgoties jebkam: izturēt augstu temperatūru, atrast ķīmiskas vielas un enerģijas avotus. Tomēr biosfēra nespēj izturēt spēcīgo starojuma staru iedarbību.
Zemes dzīve nav vienīgā bioķīmiski iespējamā forma. Dzīvības šūpulis var būt gan molekulārie galaktikas diski, gan eksoplanetes, kā arī Zemes, Marsa un nelielu planētu un milzu planētu vulkāni un okeāni. Tātad, vai cilvēce spēs identificēt šādu dzīvi, ja tā to nejauši atradīs savās kosmosa misijās?”Secināja Marija Ragulskaja.
