tutkimus

Miksi vesi on niin tärkeää maapallon ulkopuolisen elämän löytämiseksi?

Vesi. Maapallolla se löytyy kaikkialla polaarijäämistä höyrygeysereihin. Ja missä vettä löytyy, elämä löytyy lähes poikkeuksetta. ”Kun löydämme vettä täällä maan päällä - olipa se sitten jääpeitteisiä järviä, syvänmeren hydrotermisiä lähteitä, kuivia aavikoita - jos on vettä, löydämme myös mikrobit, jotka kykenevät elämään siinä”, sanoo Brian Glaser, merenkuljettaja Havaijin yliopisto Manoa, opiskelee astrobiologiaa.

Siksi NASA: n motto maapallon ulkopuolisen elämän metsästyksessä oli "seurata vettä."

Toisena päivänä NASA: n tutkijat ilmoittivat löytävänsä Marsista: Pimeät virrat, joita tiedemiehet ovat nähneet Marsissa kesäkuukausien aikana yli kymmenen vuotta, ovat osoittautuneet todisteeksi virtaavasta vedestä. Vaikka suolaliuokset voivat olla liian kylläisiä kloridisuolojen kanssa elämän tukemiseksi, ne lisäävät tällä hetkellä Marsin elämää.

Mutta miksi vesi on niin tärkeä molekyyli elämässä? Voiko olla muita ainesosia, jotka tarjoavat täydellisen reseptin elää muilla planeetoilla?

Se osoittaa, että vedessä on useita kemiallisia ominaisuuksiatehdä siitä välttämätön eläville olennoille. Vesi ei ainoastaan ​​liukene lähes kaikkea, vaan on myös yksi harvoista materiaaleista, jotka voivat olla kiinteässä, nestemäisessä ja kaasumaisessa tilassa suhteellisen kapeassa lämpötila-alueella.

Nykyinen elämä

Lähes kaikki maapallon elämä käyttääkalvo, joka erottaa kehon ympäristöstä. Jotta elin pysyisi hengissä, elimistö ottaa tärkeitä materiaaleja energiantuotantoon, erottaa myrkyllisiä aineita, kuten jätettä. Siksi vettä tarvitaan, koska se pysyy nestemäisenä maan lämpötiloissa. Kun se virtaa, se tarjoaa tehokkaan tavan siirtää aineita solusta solun ympäristöön. On vaikeampaa vapauttaa energiaa kiinteästä aineesta (vaikkakin kiviä syövät bakteerit), Glaser sanoo.

Yhtälön toinen osa on se, että vesi onvoi kuljettaa aineita soluun ja sieltä ulos - liittyy ainutlaatuiseen kemialliseen kokoonpanoon. Vaatimaton vesimolekyyli koostuu kahdesta vetyatomista, jotka on liitetty happiatomiin.

”Tapa, jolla ne yhdistetään, tekee vedestä ihanan universaalin liuottimen”, jonka avulla se voi liuottaa lähes minkä tahansa aineen, Glaser sanoo.

Ensinnäkin se johtuu siitä, ettämolekyylit ovat napaisuus, vetyatomit kasaantuvat molekyylin toiselle puolelle, muodostavat positiivisen alueen, ja toisessa päässä oleva happi muodostaa negatiivisen varauksen. Positiivinen vetypää houkuttelee negatiivisia ioneja (tai atomeja, joilla on ylimääräinen elektroni ulommassa kuoressa), kun taas negatiivinen pää houkuttelee positiivisia ioneja (jotka eivät ole niiden elektronien joukossa).

Veden hämmästyttävät liukenemisominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen ajoneuvon aineiden, kuten fosfaattien tai kalsiumionien, siirtämiseen soluun ja sieltä.

Vesifaasit

Toinen veden piirre on sese voi olla kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen maan lämpötilassa. Muut molekyylit, jotka on tunnistettu hyviksi elinkaaren ehdokkaiksi, pysyvät pääsääntöisesti nestemäisissä lämpötiloissa tai paineissa, jotka ovat epämiellyttäviä tunnetuimmille elämänmuodoille.

”Vesi on todella makea paikka”, Glaser sanoo.

Se, että vesi voi olla kaikissa kolmessa vaiheessa suhteellisen suppeassa paineessa, lisää monia hyvinvointimahdollisuuksia, hän lisää.

"Kaikki kolme veden tilaa ovat saatavillaplaneetalla luodaan miellyttävä valikoima elinympäristöjä ja mikroklimaaleja, Glaser sanoo. Esimerkiksi pakastettu jää löytyy vuoristojäätiköistä, kun taas vesihöyry auttaa lämmittämään ilmapiiriä.

Veden kehto

Vesi voi olla enemmän kuin neste, joka helpottaa.elämäprosessien virtaus - se voi olla suojelualusta, joka toi elämän rakennuspalikat maapallolle, sanoo Hawaiin yliopiston fysiikka ja kemisti Ralph Kaiser, joka opiskelee astrokemiaa.

Yksi elämän alkuperän teorioistaMaa, panspermian teoria, jään komeetat kaatui maahan, kuljettamalla pieniä orgaanisia molekyylejä, joista tuli elämän perusta. Mutta avaruuden kautta kulkeva matka on koettelemus, mikä johtuu pääasiassa voimakkaista säteilyasteista, jotka voivat tuhota herkät orgaaniset molekyylit.

Kuitenkin kiinteässä muodossa oleva vesi voi suojata molekyylejä säteilyltä. "Ehkä siksi, että rakennuspalikat jäädytettiin veteen, siitä tuli niiden suojaava vaippa."

Etsitään korvikkeita

Tietenkin, vaikka vesi on tärkeää omalle planeetallemme elämälle, voi olla elämän muotoja, jotka eivät elää maallisista säännöistä.

Tutkijat etsivät myös muita nesteitä, jotka voisivatovat samankaltaisia ​​kuin yleinen liuotin ja kuljetusväline. Tärkeimmät kilpailijat ovat ammoniakki ja metaani, sanoo Chris McKay, astrobiologi NASA: n Ames-tutkimuskeskuksessa Kaliforniassa Moffet Fieldissä. Ammoniakki, kuten vesi, on polaarinen molekyyli, joka on suhteellisen yleinen maailmankaikkeudessa, mutta tiedemiehet eivät ole vielä löytäneet suuria elimiä ammoniakilla aurinkokunnassa.

Metaani ei ole polaarinen, vaan se voi liuottaa monia muita aineita. Toisin kuin vesi, metaani muuttuu kuitenkin vain hyvin kylmissä lämpötiloissa - miinus 182 astetta.

"Tiedämme, että Titanissa on suuria järviänestemäinen metaani ja etaani ”on yksi Saturnuksen kuuistä, McKay sanoo. "Joten kysymys on hyvin mielenkiintoinen, onko elämässä käytettävissä nestemäistä metaania tai etaania."