Życie pozaziemskie na wyciągnięcie ręki

Naukowcy nie są w stanie jednoznacznie zdefiniować życia na Ziemi, a poszukują go w odległych rejonach wszechświata. Powszechnie uważa się, że życie to zespół zorganizowanych funkcjonalnie przemian fizycznych i reakcji chemicznych, które zachodzą w hierarchicznie złożonych, otwartych termodynamicznie i odosobnionych układach fizycznych - tzw. organizmach. Najważniejszą cechą istot żywych jest ciągła wymiana materii i energii, utrzymanie homeostazy oraz zdolność do replikacji i dziedziczenia cech.

Najprostsze formy żywe pojawiły się na Ziemi ok. 3,8 mld lat temu, a od tego czasu wyewoluowały do miliony razy bardziej złożonych układów. Nie ma jednak żadnych podstaw, by twierdzić, że życie na Ziemi jest czymś unikatowym we wszechświecie. Rozwój takich dziedzin nauki jak astrobiologia pokazuje, że nie przestajemy poszukiwać obcych form życia, z dala od naszej rodzimej planety. Przybywające na liczniku egzoplanety mogą być miejscami sprzyjającymi potencjalnym narodzinom życia. Z drugiej strony jednak, organizmy żywe mogą skrywać się znacznie bliżej Ziemi: gdzieś w Układzie Słonecznym. Oto miejsca, które warto by dokładnie sprawdzić, przed wyruszeniem w dalszą podróż.

Już pod koniec XIX wieku niezwykle popularny był pogląd, że Mars jest zamieszkany przez inteligentne istoty. Obraz zdewastowanej, wysychającej i umierającej planety, na której starożytna cywilizacja stworzyła wielkie kanały nawadniające, był skrzętnie propagowany przez pseudonaukowców przez długie lata. Dopiero NASA, która po 1960 r. wysłała pierwsze pozaziemskie sondy, rozwiała spowijającą Czerwoną Planetę otoczkę tajemniczości i zanegowała istnienie rozwiniętych marsjańskich cywilizacji. Program Viking przedstawił powierzchnię planety jako surową i wyjątkowo niegościnną dla organizmów żywych, choć i do tego naukowcy mieli spore wątpliwości.

Obecnie uważa się, że proste organizmy żywe mogły lub nadal mogą skrywać się w rejonach okołobiegunowych Marsa. Brak magnetosfery i cienka atmosfera stanowią duże wyzwanie dla potencjalnych drobnoustrojów, zwłaszcza że ochrona przed bombardowaniem i wiatrem słonecznym jest znikoma, a ciśnienie atmosferycznie zbyt małe do utrzymania wody w stanie ciekłym. Powszechnie uważa się, że Mars jest nieaktywny geologicznie, co jest równoznacznie z brakiem obiegu substancji mineralnych między powierzchnią i wnętrzem planety.

Czy to oznacza, że Czerwona Planeta niczym nas już nie zaskoczy? Bynajmniej. Niewielkie ilości formaldehydu i metanu wykryte niedawno przez orbitery Marsa mogą wskazywać na istnienie prostych form życia. Związki te są szybko rozkładane i uzupełniane w atmosferze planety, choć niekoniecznie muszą być dowodem obecności życia, a pochodzić z procesów geologicznych (np. serpentynizacji).

Wielu odpowiedzi dotyczących Czerwonej Planety ma dostarczyć sonda Mars Science Laboratory, której łazik Curiosity wyląduje na powierzchni Marsa 6 sierpnia 2012 r.

Europa to czwarty co do wielkości księżyc Jowisza, jeden z tzw. księżyców galileuszowych, odkryty przez wielkiego astronoma w 1610 r. Europa jest jednym z nielicznych miejsc w Układzie Słonecznym, gdzie występuje woda w stanie ciekłym, choć tak naprawdę nie wiadomo, jak głęboko pod lodową skorupą ona tkwi. Naukowcy szacują głębokość oceanu Europy na ok. 50 km.

Bliżej powierzchni, najprawdopodobniej na głębokości kilku kilometrów, istnieją jeziora pokryte warstwą lodu, która ulegając licznym transformacjom, ułatwia kontakt cząsteczek wody ze środowiskiem zewnętrznym. A tam gdzie woda, mogą nadal istnieć organizmy żywe. Jedno z największych jezior jest zlokalizowane pod miejscem zwanym Thera Macula - obszarem o nietypowym, wyjątkowo chaotycznym ukształtowaniu powierzchni, który jest pamiątką po bardziej aktywnym okresie życia księżyca.

Historia Europy była już analizowana na podstawie danych zebranych przez sondę Galileo, a dalsze obserwacje powinny skupić się na rejonach, w których procesy geologiczne mogły wywołać topnienie lodu. Organizmy byłyby tam odpowiednio chronione przed szkodliwym promieniowaniem i dysponowały dużymi zasobami składników odżywczych. Astrobiolodzy coraz chętniej skłaniają się ku opinii, że Europa nie tylko może posiadać życie, ale również pobudzać je do ewolucji.

Połączenie oddziaływania pływowego, wywieranego na Europę przez Jowisza, obecności ciepłej wody oraz okresowego oświetlenia powierzchni, mogłoby doprowadzić do zachodzenia ewolucji biologicznej w europejskim oceanie. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) zamierza wysłać do układu Jowisza w 2022 r. sondę JUICE, która zweryfikuje grubość lodowej skorupy na Europie oraz oszacuje szanse na odnalezienie tam organizmów żywych.

Enceladus to jeden z księżyców Saturna, odkryty przez Williama Herschela w 1789 r. Mimo że jest satelitą stosunkowo niewielkim (jego powierzchnia całkowita jest dwa razy większa niż powierzchnia Polski), to interesuje naukowców ze względu na budowę potencjalnie sprzyjającą powstaniu życia.

Enceladus jest księżycem lodowym, choć występują na nim również aktywne wulkany i gejzery. Co więcej, jest to obiekt o największym albedo w całym Układzie Słonecznym - odbija aż 99 proc. padającego na niego światła, przez co temperatura na jego powierzchni jest wyjątkowo niska (-200 stopni Celsjusza).

Obserwacje Enceladusa przeprowadzone przez międzyplanetarną sondę Cassini sugerują, że w licznie rzeźbiących powierzchnię satelity kraterach i szczelinach, zwanych "tygrysimi pręgami", mogą skrywać się organizmy żywe. Naukowcy spekulują, że strumienie zamarzniętych cząstek wyrzucane z rejonu bieguna południowego Enceladusa pochodzą z oceanu płynnej wody, który podobnie jak na Europie, może znajdować się pod grubą skorupą lodu. Analiza ich składu wykazała obecność związków soli, co mogłoby potwierdzać, że hipotetyczny ocean ma kontakt ze skalistym jądrem księżyca, dostarczającym substancje niezbędne do powstania życia.

Najnowsze badania przeprowadzone przez Kosmiczne Obserwatorium Herschela dowiodły, że wyrzucany z powierzchni księżyca lód tworzy pierścień pary wodnej wokół Saturna. Jest to jedyny znany naturalny satelita w Układzie Słonecznym, który wpływa na skład chemiczny planety, wokół której krąży.

Tytan jest największym księżycem Saturna i jedynym naturalnym satelitą w Układzie Słonecznym posiadającym gęstą atmosferę, w której zachodzą skomplikowane przemiany. Tytan jest również jedynym poza Ziemią ciałem niebieskim, na którego powierzchni odkryto zbiorniki cieczy - jeziora wypełnione płynnymi węglowodorami (m.in. etanem i metanem).

Naukowcy jednogłośnie potwierdzają, że istnienie organizmów żywych, zgodnych z ludzkimi wyobrażeniami, na Tytanie jest mało prawdopodobne, ze względu na ekstremalnie niskie temperatury (przekraczające -180 stopni Celsjusza). W 2005 r. zespół badaczy z NASA obliczył, że na Tytanie możliwe byłoby istnienie prostych form życia oddychających wodorem, pobierających acetylen i wydalających metan. Obserwacje poczynione przez sondę Cassini kilka lat później, wykazały tajemnicze zniknięcia właśnie wodoru i acetylenu z powierzchni księżyca.

Oba zjawiska można wytłumaczyć naturalnymi reakcjami chemicznymi, ale w temperaturach bliskich -200 stopni Celsjusza, powinny zachodzić one dużo wolniej niż zaobserwowała to sonda. Wodór w połączeniu z węglem może tworzyć metan, a acetylen w reakcjach nieorganicznych przekształcać się w benzen, ale nie na tyle szybko, by był zauważalny niedobór tych substancji. Czy "pożeraczami acetylenu" są organizmy żywe?

Uczeni studzą hurraoptymizm. Wyjaśnieniem fenomenu znikającego wodoru i acetylenu z Tytana powinny zająć się przyszłe misje badawcze, choć niewykluczone, że mamy do czynienie z zupełnie nową, niepodobną do ziemskiego, formą życia biologicznego.

Jako potencjalne kolebki życia w Układzie Słonecznym naukowcy jednoznacznie wskazują Marsa oraz księżyce Jowisza i Saturna, choć może kryć się ono również na Wenus. Czy na drugiej planecie od Słońca faktycznie może istnieć życie?

Większość astrobiologów w ogóle nie spogląda w kierunku Wenus, a to dlatego, że powierzchnia planety jest niezwykle gorąca (odnotowano temperatury sięgające nawet 500 stopni Celsjusza). Mało kto wierzy, że na spowitej grubą warstwą chmur planecie, mogły powstać mikroorganizmy. Ale zanim doszło do globalnego ocieplenia, planeta była znacznie chłodniejsza, a na dodatek bogata w życiodajne minerały.

Jeżeli zatem na Wenus kiedykolwiek występowały organizmy żywe, to podczas ogrzewania planety przez efekt cieplarniany, mogły one zostać wyniesione do wysoko zawieszonych chmur. Temperatury w tych rejonach atmosfery dziś wynoszą ok. 60 stopni Celsjusza, a przecież na Ziemi powszechnie występują organizmy, które doskonale czują się w 100-stopniowych źródłach.

Gdyby mikroorganizmom nawet udało się przetrwać wysoką temperaturę, brak wody i znaleźć schronienie w chmurach, to zabójcze dla nich byłyby wysokie dawki promieniowania ultrafioletowego. Ale naukowcy z El Paso, odkrywając w promieniowaniu odbitym od wenusjańskich chmur ośmioatomowe cząsteczki siarki, odparli i ten argument. Pierwiastek w takiej postaci potrafi pochłaniać ultrafiolet i zamieniać go w promieniowanie widzialne.

Marcin Powęska