Forskning

Hvorfor er vand så vigtigt for at finde udenjordisk liv?

Vand. På Jorden findes den overalt, fra polære iskapper til dampgeisere. Og hvor vand er fundet, er livet fundet, næsten uden undtagelse. "Når vi finder vand her på Jorden - det er isdækkede søer, dybhavshydrotermiske kilder, tørre ørkener - hvis der er noget vand, finder vi også mikrober, der formår at leve i det", siger Brian Glaser, en oceanograf fra University of Hawaii i Manoa, studerer astrobiologi.

Derfor var NASA-mottoet i jagten for udenjordisk liv "følge vandet".

Den anden dag meddelte NASA-forskerne opdagelsen på Mars: De mørke strømme, som forskere har set på Mars i løbet af sommermånederne i mere end ti år, har vist sig at være tegn på rindende vand. Mens saltvandsstrømme kan være for mættede med chloridsalte til at understøtte livet, øger de sandsynligheden for liv på Mars i øjeblikket.

Men hvorfor er vand bare et så vigtigt molekyle for livet? Kan der være andre ingredienser, der giver den perfekte opskrift på at leve på andre planeter?

Det viser sig flere kemiske egenskaber af vandgør det uundværligt for levende væsener. Vand opløses ikke kun næsten alt, men er også et af de få materialer, der kan være i en fast, flydende og gasformig tilstand i et relativt snævert temperaturområde.

Nuværende liv

Næsten alt liv på Jorden brugermembranen, som adskiller kroppen fra miljøet. For at være i live tager kroppen vigtige materialer til energiproduktion, der siver ud giftige stoffer som affald. Derfor er vand nødvendigt, fordi det forbliver flydende ved terrestriske temperaturer. Når det strømmer, giver det en effektiv måde at overføre stoffer fra cellen til cellens miljø. Det er sværere at frigive energi fra et faststof (selv om der er bakterier, der spiser sten), siger Glaser.

Den anden del af ligningen er foruden det faktum at vandkan bære stoffer ind i og ud af cellen - forbundet med en unik kemisk konfiguration. Et beskedent vandmolekyle består af to hydrogenatomer forbundet med et oxygenatom.

"Måden de er forbundet med gør vand til et vidunderligt universalopløsningsmiddel", som gør det muligt at opløse næsten ethvert stof, siger Glaser.

Først og fremmest skyldes det, atmolekyler er polaritet, hydrogenatomer hoper op på den ene side af molekylet, danner en positiv region, og ilt i den anden ende danner en negativ ladning. Den positive hydrogenend tiltrækker negative ioner (eller atomer med en ekstra elektron i den ydre skal), mens den negative ende tiltrækker positive ioner (som er uden for en af ​​deres elektroner).

Vandets fantastiske opløsningsegenskaber gør det til et ideelt middel til overførsel af stoffer, som fosfater eller calciumioner, til og fra cellen.

Vandfaser

Et andet træk ved vand er detdet kan være fast, flydende og gasformigt inden for det temperaturområde, der observeres på jorden. Andre molekyler, der er blevet identificeret som gode kandidater til livsstøtte, forbliver som regel væske ved temperaturer eller påtryk, der er ufrivillige for de mest berømte former for liv.

"Vand er faktisk et sødt sted," siger Glaser.

At der kan være vand i alle tre faser i et relativt snævert trykområde skaber mange muligheder for velstand, tilføjer han.

"Alle tre vandtilstande er tilgængelige på voresplaneten skaber en behagelig række af levesteder og mikroklimater, "siger glaser. F.eks. Kan frossen is findes i bjergbræer, mens vanddamp hjælper med at varme atmosfæren.

Vandvugge i livet

Vand kan være mere end en væske, der letter det.strømmen af ​​livsprocesser - det kan være en beskyttende vugge, der bragte livets byggesten til jorden, siger Ralph Kaiser, fysiker og kemiker ved University of Hawaii, som studerer astrokemi.

Ifølge en af ​​teorierne om livets oprindelseJorden, teorien om panspermia, iskometer styrtede ned i jorden og bragte små organiske molekyler, der blev grundlaget for livet. Men at rejse gennem rummet er en prøvelse, primært på grund af de magtfulde niveauer af stråling, der kan ødelægge sarte organiske molekyler.

Imidlertid kan vand i sin faste form beskytte molekyler mod stråling. "Måske fordi byggestenene blev frosset i vandet, blev det deres beskyttende mantel."

På jagt efter erstatninger

Selvom vand er vigtigt for livet på vores egen planet, kan der naturligvis være livsformer, der ikke lever af jordiske regler.

Forskere søger også andre væsker, der kunnespille en lignende rolle som et universelt opløsningsmiddel og transportmedium. De vigtigste contenders er ammoniak og metan, siger Chris McKay, en astrobiolog ved NASA Ames Research Center i Moffet Field, Californien. Ammoniak, som vand, er et polært molekyle, der er relativt almindeligt i universet, men forskere har endnu ikke fundet store kroppe med ammoniak i solsystemet.

Metan er ikke polær, men kan opløse mange andre stoffer. Men i modsætning til vand bliver metan kun flydende ved meget kolde temperaturer - ved minus 182 grader Celsius.

"Vi ved, at der på Titan er store søer fraflydende methan og ethan "er en af ​​Saturns måner, siger McKay. "Så spørgsmålet er meget interessant, om livet kan bruge flydende methan eller ethan."