S-a dovedit ca viata este mai inteligenta si mai adaptabila decat s-a presupus vreodata. Acesta este un lucru foarte bun, dupa cum vom vedea, pentru ca traim intr-o lume care, in ansamblu, nu pare sa ne vrea aici.
Viata asa cum o stim
Nu este deloc usor sa fii un organism. Din cate stim pana acum, in tot Universul exista un singur loc, un avanpost linistit al Caii Lactee, numit Pamant, unde organismele pot trai. Vom discuta mai tarziu daca suntem chiar atat de norocosi.
De pe fundul celor mai adanci fose oceanice pana la varful celui mai inalt munte, zona care reuneste aproape tot ce inseamna forma de viata nu depaseste o grosime de 20 km, ceea ce nu este deloc mult in comparatie cu vastitatea universului.
In cazul oamenilor aceasta suprafata este si mai restransa, fiindca intamplarea face sa apartinem acelei parti a fiintelor vii care acum 400 de milioane de ani, au luat decizia de a iesi taras din mari si de a deveni fiinte de suprafata, care respira oxigen. In consecinta, potrivit unei estimari, cel putin 99,5% din spatiul locuibil al Terrei, ca volum, este in principal inaccesibil pentru noi.
Nu numai pentru ca nu putem respira in apa, ci pentru ca nu putem rezista presiunii. Intrucat apa este de circa 1300 de ori mai grea decat aerul, presiunea creste cu repeziciune pe masura ce coboram – cam cu echivalentul unei atmosfere la fiecare 10 metri adancime.
Viata a aparut pe Pamant datorita catorva conditii prielnice. Ne aflam la o distanta potrivita fata de Soare, ne aflam pe tipul potrivit de planeta si am aparut in momentul potrivit.
Daca am fi fost prea aproape de Soare noi nu am mai fi existat. Daca soarele nostru ar fi fost de zece ori mai mare decat acum, s-ar fi epuizat dupa 10 milioane de ani in loc de 10 miliarde si de asemenea, noi nu am fi aparut. Daca ar fi fost prea departe, totul ar fi inghetat.
Planeta noastra are interiorul topit, fara magma ce clocoteste sub noi, nu ne-am afla aici. Pe langa multe altele, interiorul planetei a creat emisiile de gaze care ne-au ajutat sa avem o atmosfera si ne-a asigurat campul magnetic care ne protejeaza ca un scut de radiatiile cosmice. De asemenea, ne-a oferit placile tectonice care reinnoiesc si reincretesc continuu suprafata. Daca Pamantul ar fi plat, s-ar afla sub 4 kilometri de apa. In acea imensitate oceanica singuratica ar putea exista viata, dar sigur nu s-ar juca fotbal.
Nu in ultimul rand, Universul este un loc uimitor de instabil si periculos, iar existenta noastra in el este o minune. Daca o lunga si inimaginabil de complexa suita de evenimente, care se intinde pana la 4,6 miliarde de ani in urma, nu s-ar fi desfasurat intr-un anume fel si in anumite momente, daca, pentru a da un exemplu evident, dinozaurii nu ar fi fost rasi de pe fata pamantului, acum s-ar fi putut foarte bine sa aveti numai cativa centimetri lungime, ceva mustati si o coada.
Avem nevoie de fier pentru a produce hemoglobina, fara de care am muri. Cobaltul este necesar pentru producerea vitaminei B12. Potasiul si putin sodiu sunt literalmente bune pentru nervi. Molibdenul, magneziul si vanadiul ajuta la mentinerea fluxului de enzime. Am ajuns prin evolutie sa utilizam si sa toleram aceste lucruri – dar chiar si asa, traim in niste limite de toleranta destul de stricte. Seleniul este vital pentru noi, dar daca inghitim putin mai mult poate deveni ultimul lucru pe care il vom inghiti vreodata. Gradul in care organismele au nevoie sau tolereaza anumite elemente este o ramasita a evolutiei lor. Vacile si oile pasc acum la un loc, dar in realitate, ele au nevoie de elemente minerale diferite. Vacile moderne au nevoie de destul de mult cupru, pentru ca au evoluat in parti ale Europei si Africii in care exista cupru din abundenta. Pe de alta parte, oile au evoluat in zone sarace in cupru din Asia Mica. De regula, toleranta noastra fata de elemente este strict proportionala cu abundenta lor in scoarta Pamantului. Am evoluat astfel incat sa toleram, ba chiar sa avem nevoie, in unele cazuri, de micile cantitati de elemente rare care se acumuleaza in fibrele si in carnea pe care le consumam.
Motivul pentru care Pamantul pare miraculos de primitor tine in mare parte de faptul ca noi am evoluat astfel incat sa ne adaptam conditiilor sale. Magma topita, un Soare bine proportionat, distanta potrivita etc, ne par atat de minunate doar pentru ca am fost construiti sa ne bazam pe ele. S-ar putea sa existe lumi care sa adaposteasca fiinte recunoscatoare pentru lacurile lor argintii de mercur si pentru norii calatori de amoniu. Poate ca aceste vietuitoare sunt incantate ca planeta lor nu-i scutura zdravan cu placile sale casante sau nu scuipa lava. Ajunsi pe pamant, ar fi cu siguranta dezorientati sa vada ca traim intr-o atmosfera alcatuita din azot, un gaz posac, lipsit de orice chef de a reactiona cu altceva, si oxigen, care este un amic atat de apropiat al combustiei, incat trebuie sa ne presaram peste tot unitati de pompieri. Si chiar daca vizitatorii nostri ar fi fiinte bipede care respira oxigen, este putin probabil ca Pamantul sa li se pare un loc ideal. Nici macar nu am putea sa le dam ceva de mancare, pentru ca toata mancarea noastra contine urme de magneziu, seleniu, zinc sau alte particule si este sigur ca macar unele dintre acestea sa fie otravitoare pentru ei. S-ar putea ca Pamantul sa nu li se para deloc un paradis.
Forme de viata electrice ce se hranesc cu energie pura
Din mai multe motive, formele de viata din Univers sunt susceptibile de a fi bazate pe carbon, deoarece atomul de carbon este atat de potrivit pentru a forma un numar mare de compusi organici. Siliciul si germaniul au fost sugerate ca alternative, deoarece acestea ocupa acelasi grup in tabelul periodic cu carbonul, dar compusii lor sunt mai putini stabili.
Viata pe Pamant este bazata pe carbon si foloseste apa ca solvent. Metanul ar putea fi folosit de formele straine de viata, desi fara dovezi, este vorba de speculatii pure.
Dar nu trebuie sa privim departe in Univers pentru a descoperi forme ciudate de viata, ba chiar aici pe Pamant traiesc bacterii extraordinare care utilizeaza energia in cea mai pura forma – bacteriile mananca si respira electroni – si exista peste tot. Aceaste bacterii se numesc geobacterii.
Daca introducem un electrod in pamant si “pompam” electroni, bacteriile vor veni: celule vii care mananca electricitate. Cunoastem bacterii care supravietuiesc curentului electric, insa nici una nu este atat de ciudata ca aceasta. Ganditi-va la monstrul lui Frankenstein, adus la viata prin energie galvanica, cu exceptia faptului ca aceste “bacterii electrice” sunt reale si se extind peste tot.
Aceste creaturi au fost descoperite de Kenneth Nealson, iar echipa sa a identificat pana acum 8 specii diferite. Iata cum un tip de viata care a existat chiar sub nasul nostru si se afla peste tot, a fost descoperit abia recent.
Viata dincolo de Terra
Astronomii studiaza planetele din zona locuibila circumstelara – regiunea conditionata in spatiu, aflata la o distanta optima fata de stea pentru a asigura existenta apei in forma lichida – pentru a descoperi orice forma de viata, oricat de simpla ar fi. Dar cum ar arata viata pe aceste planete, dat fiind dimensiunile diferite dar si compozitia diferita a atmosferei?
Pe baza datelor oferite de telescopul Kepler, s-a estimat ca exista peste 40 de miliarde de exoplanete de dimensiunea Pamantului care orbiteaza in zonele locuibile ale stelelor in Calea Lactee. 11 miliarde dintre aceste planete se estimeaza ca orbiteaza in jurul unor stele identice Soarelui din sistemul nostru solar.
Cea mai apropiata planeta de acest fel este la o distanta de 12 ani lumina.
Pe o planeta mai mica decat Pamantul, plantele ar fi mult mai inalte si mai subtiri. Acestea ar avea, de asemenea, frunze mai mari deoarece o gravitatie mica ar permite tulpinilor sa sustina mai multa masa. Daca planeta ar fi mai masiva decat Pamantul, acest lucru ar putea face ca plantele sa fie mai scurte si mai largi, cu frunze mai mici.
O atmosfera subtire ar face ca orice briza de pe planeta sa fie extrem de slaba – asta ar insemna ca, evolutiv, plantele nu ar deveni deosebit de robuste. O atmosfera groasa ar produce plante care ar trebui sa fie mai groase si mai aproape de sol, pentru a rezista vanturilor puternice.
Plantele de pe Pamant sunt verzi pentru a capta lumina albastra si rosie pe care Soarele o emite, in timp ce reflecta lumina verde. Insa nu toate stelele opereaza in acest spectru de culori. O stea care emite o lumina verde sau albastra ar produce probabil plante de un rosu stralucitor.
Ross 128 b
Ross 128 b este o exoplaneta descoperita in 2017 si este a doua cea mai apropiata planeta de sistemul nostru solar (la o distanta de 11 ani lumina) ce poate sustine viata.
Planeta are aproximativ aceeasi dimensiune ca si Pamantul si poate avea o temperatura asemanatoare cu cea de pe Pamant. La fiecare 9,9 zile, planeta efectueaza o orbita completa in jurul stelei, Ross 128, o pitica rosie.
Ross 128 b se afla la o distanta de 20 de ori mai mica fata de stea decat este Pamantul de Soare, dar pentru ca steaua este mica, slaba si rece, planeta ramane la o temperatura confortabila.
Motivul pentru care astronomii sunt incantati de Ross 128 b este ca steaua este “linistita”. Alte pitice rosii, cum ar fi Proxima Centauri, au o tendinta de a bombarda cu radiatii ultraviolete si raze X toate planetele din jurul lor. Dar Ross 128 nu pare sa faca acest lucru, ceea ce inseamna ca planeta este un loc mai placut pentru aparitia vietii fara sa fie supus din cand in cand unor astfel de episoade violente si letale pentru viata.
Trappist-1
Avand in vedere schimbarile potentiale uriase pe care le-ar putea avea diferitele medii asupra plantelor, un aspect cheie al planificarii pentru explorarea spatiului se refera la adaptarea la aceste schimbari. Colonistii interplanetari vor trebui sa prezica atat tipul de viata pe care l-am putea gasi pe aceste planete, cat si modul in care ne-am adapta la aceste conditii.
Trei planete potential locuibile sunt adapostite in sistemul planetar Trappist-1, care se afla la aproximativ 39 de ani lumina distanta de Pamant si gazduieste in total sapte planete. Steaua Trappist-1 este una pitica, de aproximativ aceeasi marime ca si Jupiter, mult mai rece si produce o lumina mai slaba decat Soarele nostru.
Probabil cel mai spectaculos lucru vazut de vizitatorii sistemului Trappist-1 ar fi aparitia celorlalte sase planete pe cer. In unele cazuri, o planeta vecina poate sa apara de doua ori mai mare decat luna plina vazuta de pe Pamant.
Cele 7 planete sunt mai aproape de stea iar un an dureaza intre 1,5 si 12,4 zile. Acest lucru inseamna, ca planetele sunt lovite frecvent de vanturi stelare, ceea ce poate reprezenta o problema pentru viata.
Chiar daca un an este extrem de scurt, o zi este ca o eternitate pentru ca planetele sunt intr-o rotatie sincrona, adica perioada de rotatie a planetei este egala cu perioada orbitala in jurul stelei fata de care se roteste, si prin urmare, arata mereu aceeasi emisfera catre stea. Deoarece razele stelei ajung doar pe o singura parte a planetei, plantele ar creste cel mai probabil doar pe o singura parte.
Steaua Trappist-1 emana in cea mai mare parte caldura in infrarosu, capabila sa incalzeasca aerul pe suprafata planetei. Daca exista plante pe aceste planete, acestea au frunze mari pentru a capta cat mai multa lumina si ar fi putut dezvolta o metoda pentru a converti radiatia in infrarosu in energie.
Nu exista nicio garantie ca o planeta din zona locuibila poate gazdui apa lichida pe suprafata sa. Fara o atmosfera, apa nu va ramane lichida in spatiu.
Ideea ca viata ar putea exista pe o planeta cu o rotatie sincrona este destul de dezbatuta. Unele planete ar putea fi nelocuibile deoarece partea care sta cu fata spre stea ar deveni extrem de fierbinte, in timp ce cealalta ar fi extrem de rece. Dar unele modele arata ca, daca atmosfera planetei poate rispi caldura de-a lungul suprafetei planetei, atunci viata ar putea gasi o casa primitoare acolo.
Gliesse 667Cc
Planeta Gliesse 667Cc a fost declarata obiectul cel mai asemanator Pamantului cunoscut in afara sistemului nostru solar. Se afla la “numai” 22 de ani lumina fata de noi si orbiteaza o stea rosie pitica de tip M. Stelele de acest tip, numite si “pitice M” sunt investigate in prezent la Institutul de Astrofizica Teoretica. Cele mai multe stele care gazduiesc exoplanete sunt de asteptat sa fie de acest tip, ceea ce face cazul Gliesse 667Cc sa fie deosebit de interesant.
Cu o temperatura efectiva de 3400° C, gazda GJ667C este mult mai rece decat Soarele nostru, care are o temperatura a suprafetei de 5500° C. Aceasta stea pitica emite mai putine radiatii decat Soarele.
Planeta Gliesse 667Cc se afla la o distanta potrivita fata de stea si ar putea sustine viata. Planeta primeste un flux de radiatii care reprezinta aproximativ 90% din ceea ce primim de la Soarele nostru pe Pamant. Desi cea mai mare parte a radiatiei este emisa in infrarosu, este cel mai probabil suficient pentru a permite sa existe apa in forma lichida pe suprafata planetara. Temperatura exacta a suprafetei este totusi incerta. Temperatura ar putea fi una placuta de aproximativ 30° C daca vom presupune o atmosfera planetara asemanatoare cu cea a Pamantului. Cu toate acestea, o atmosfera mai masiva ar avea ca rezultat temperaturi mai ridicate si conditii asemanatoare Venusului, care sunt nefavorabile vietii.
Distanta mica fata de stea permite acesteia sa apara mult mai mare pe cer. Pitica rosie ar putea fi vazuta ca un disc rosu care, precum in imaginea alaturata (stanga – Soarele nostru, dreapta – GJ667C).
Experienta noastra pe Gliesse 667Cc ar fi cu siguranta una destul de diferita. Masa planetei este estimata a fi cel putin de 4,5 ori cea a Pamantului. La fel ca si Kepler-22b, Gliesse 668Cc este un Super-Pamant, adica o planeta care este putin mai mare si mai grea decat Pamantul nostru.
Masa planetei a rezultat o acceleratie gravitationala cu pana la 60% mai mare decat ceea ce experimentam pe Pamant. Cu alte cuvinte, o persoana cu o greutate de 75 kg pe Pamant ar cantari 120 kg pe Gliesse 667Cc.
O planeta mai grea poate avea o atmosfera mai grea. Presiunea atmosferica pe suprafata planetei este probabil mai mare decat pe Terra.
Desi planeta este situata intr-o zona locuibila, conditiile de viata ar putea fi foarte diferite. Viata s-ar confrunta cu unele provocari care ar putea include conditii de lumina scazute, o presiune atmosferica mai mare precum si raze ultraviolete puternice.
Insa natura s-a dovedit a fi inventiva. Chiar si pe propria noastra planeta gasim specii care arata o abilitate uimitoare de a se adapta conditiilor extreme. Asa-numitele tardigrade (in imagine) care traiesc in izvoare calde sau chiar si in varful muntilor Himalaya. Acestia pot supravietui fara apa si supuse la o radiatie de peste 1000 de ori mai mare decat alte animale. Aceste creaturi au fost chiar aduse in viata din studii efectuate pe orbita joasa a Pamantului unde au fost expuse conditilor spatiale.
Chiar daca conditiile de pe Gliesse 667Cc ar putea sa nu fie favorabile pentru cele mai multe forme de viata terestre, cu siguranta lasa loc pentru imaginatie. Putem specula doar modul in care fauna si flora – daca ar fi prezente – ar evolua in conditii diferite.
Bibliografie
Despre toate, pe scurt – De la Big Bang la ADN, Bill Bryson, editura Polirom.
https://futurism.com/scientists-imagine-how-planets-will-look-like-on-alien-worlds/
https://www.space.com/35811-life-on-trappist-1-earth-like-exoplanets.html
https://www.space.com/33841-living-on-proxima-b.html
https://edition.cnn.com/2017/11/15/world/new-earth-size-exoplanet-life-potential/index.html
https://www.mn.uio.no/astro/english/research/news-and-events/news/astronews-2012-02-17.html
Foto: ESO/L. Calçada – http://www.eso.org/public/images/eso1214a/, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=21693141