Wat hadden de fysieke omstandigheden op de aarde, de zon en in het zonnestelsel moeten zijn voor de vorming van de biosfeer op onze planeet? Welke galactische factoren hebben het ontstaan van leven beïnvloed? Is er leven buiten de aarde? Deze en andere wetenschappelijke vragen in het kader van het educatieve festival Science Bar Hopping werden beantwoord door de kandidaat voor fysische en wiskundige wetenschappen, senior onderzoeker van de afdeling Zonnefysica en Solar-Terrestrial Relations van het Institute of Terrestrial Magnetism and Radio Wave Propagation. N. V. Pushkova RAS Maria Ragulskaya.
“In de wetenschappelijke gemeenschap is het dominante standpunt dat het leven in de eerste plaats een wereldwijd fenomeen is. En als we de kwestie van de reconstructie benaderen, zonder alleen het antropogene principe te beschouwen, dan kan leven op veel planeten worden gecreëerd, aangezien er in dit opzicht geen fysieke en chemische beperkingen zijn”, zei de expert.
Zonneactiviteit en leven
De biosfeer van de aarde verwerkt zoveel zonne-energie, die de energie van tektonische en vulkanische processen 30 keer overschrijdt en praktisch gelijk is aan alle thermische energie van het binnenste van de aarde. In de elfjarige periode van verandering van de zonneactiviteit is de bijdrage van de zon aan de ontwikkeling van biosystemen en aan het klimaat 10%. In een periode van 250 jaar groeit deze bijdrage naar 70%.
Ons leven is chiraal
Het leven is gebaseerd op koolstof en water. Deze complexe structuur vereist een chemische basis en oplosmiddel. De genetische code van het aardse leven -niet de enige biochemisch mogelijke. Vloeibare ammoniak en zwavelzuur zijn geschikt als oplosmiddel, en boor- of stikstofbindingen zullen bij hoge temperaturen koolstof vervangen. De mens bestaat uit moleculen met een bepaalde chiraliteit, ook niet exclusief. Chiraliteit is de eigenschap van een molecuul om niet in de ruimte te combineren met zijn spiegelbeeld. “Chiraliteit is als handschoenen - links en rechts. Als het molecuul in de ene richting wordt gedraaid, kan geen beweging in de ruimte naar de andere het omdraaien. Het is onjuist om te zeggen dat levensprocessen niet in het heelal kunnen worden gerealiseerd, zoals op aarde, maar in de tegenovergestelde richting zijn verdraaid. Het is niet bekend om welke reden slechts één optie op onze planeet is uitgekomen. Deze wetenschappelijke kwesties worden aangepakt door wetenschappers die de oorsprong van het leven bestuderen. Dat wil zeggen, het is niet genoeg om een molecuul samen te stellen, het is noodzakelijk om een proces te biedenrechts van links scheiden en een geschikte optie voor het leven verzamelen. En, paradoxaal genoeg, werd ons zo'n proces verschaft door de jonge zon met zijn straling - zei de expert.
Promotie video:
Waar te leven?
De vroege periode van de ontwikkeling van het leven op aarde was anders dan de moderne periode: de chemische samenstelling van de oceanen, de atmosfeer, de temperatuur, de locatie van de planeten en actief meteorietbombardement. De zoektocht naar de oorsprong van leven zou moeten beginnen vanaf de tijd dat de chemische samenstelling van het heelal ongeveer hetzelfde werd als nu - dit is 7,8 miljard jaar geleden. Tijdens deze periode verschenen de belangrijkste vitale zware elementen: koolstof en water. Deze elementen van ons lichaam zijn de overblijfselen van uitgebrande sterren. We zijn allemaal gemaakt van sterrenstof. Dat wil zeggen, gedurende ongeveer de helft van hun leven bevonden de zon, de aarde en het zonnestelsel zich in totaal verschillende omstandigheden, en niet in die waaraan de mensheid gewend is. Betrouwbaar leven op aarde - gevonden in fossielen - 3,8-4 miljard jaar geleden. Wetenschappers kunnen niet zeggen dat er voorheen geen leven was,aangezien praktisch geen rotsen ouder zijn dan deze leeftijd. Meer oude informatie kan worden verkregen uit meteorieten.
Hoe is het zonnestelsel ontstaan?
Het duurde ongeveer 900 miljoen jaar om het zonnestelsel te vormen. Ze werd geboren in een dichte sterrenhoop van vergelijkbare sterrenstelsels. Ze verschenen na supernova-explosies. Misschien was de val van meteorieten te wijten aan het feit dat de systemen uit elkaar gingen en meteorietmateriaal uitwisselden.
Galactisch leven
In het galactische interstellaire medium zijn veel complexe organische stoffen gevonden waaruit levende organismen bestaan. Galactische wolken, waar kosmische straling doorheen gaat, zijn een enorme bron van organische materie. Moderne wetenschappers hebben meer dan 200 van dergelijke stoffen ontdekt. Wetenschappers hebben een moeilijke taak: deze gegevens ontcijferen.
Vroege Mars - een oase voor het leven
Op het vroege Mars waren er de eerste half miljard jaar alle voorwaarden voor het ontstaan en de ontwikkeling van leven, terwijl er op aarde geen dergelijke processen waren. De jonge planeet had oceanen met een grote toevoer van water, een atmosfeer en een warm klimaat. Mars is echter een kleine planeet en ver van de zon. Er bestaat ook zoiets als "zonnewind" - een stroom geïoniseerde deeltjes uit de zonnecorona. Deze stroom scheurde de atmosfeer van Mars weg. De meeste meteorieten die ons bereiken, zijn van Mars. Als er leven op de planeet was, dan bewoog het zich van Mars naar de aarde, en niet andersom.
Zon: toen en nu
De vroege zon en de moderne zon zijn niet gelijk. De zon had veel meer zonnevlekken, en de helderheid was veel lager - 70% van de huidige staat. De ster flakkerde geleidelijk op (tot op heden is de helderheid anderhalf keer toegenomen), maar tegelijkertijd waren de zonnevlammen zeer actief. De massa van de vroege zon is maximaal 103%, de rotatieperiode is van 6 tot 10 dagen. De intensiteit van de lopende processen was honderd keer hoger dan het huidige niveau.
Op zoek naar een planeet om te leven
Om te overleven heeft de biosfeer nodig: vloeibaar water op een ruimtevoorwerp voor een lange geologische periode, organische verbindingen, energiebronnen voor biochemische processen en een beschermende schaal. Het doel van wetenschappers is om plaatsen te vinden die beschermd zijn tegen straling en waar water kan worden opgeslagen. Ze zoeken niet naar leven in een mono-omgeving. Wetenschappers geloven dat het leven wordt gevormd door de kwintessens van drie fasen: vloeibaar, gasvormig en vast.
“Er is een groot debat tussen biologen en geologen over waar ruimtemissies kunnen worden geland om naar de biosfeer op Mars te zoeken. Geologen beweren dat de oudste rotsen. Biologen geloven daarentegen dat met de straling die miljarden jaren duurde, deze rotsen verdwenen zijn. Biologen bewijzen dat Mars nog steeds een quasi-periodieke atmosfeer heeft. Van tijd tot tijd verandert Mars de as van de planeet en smelten zijn poolkappen. Misschien verschijnt er eens in de 120 duizend jaar gedurende enkele weken water op Mars. Terrestrische organismen kunnen 120.000 jaar in onderbroken animatie overleven. Als er eens in de 120 duizend jaar water op Mars verschijnt, zullen enkele weken genoeg zijn voor de organismen om te herleven, een levenscyclus te produceren, nakomelingen achter te laten en vervolgens de komende 120 duizend jaar te wachten,”zei de expert.
Ze zoeken naar leven op Venus. Onder de omstandigheden van druk en temperatuur van Venus kunnen in plaats van koolstof chemische verbindingen op basis van stikstof worden verkregen, en de superkritische vloeistof kooldioxide zal als water werken. Wetenschappers kunnen reacties theoretisch schrijven, maar ze kunnen ze niet testen onder aardse omstandigheden. Het is noodzakelijk om een plant te bouwen met de grootte van meerdere planeten. Het land is klein voor laboratoria voor de productie van dergelijke stoffen. Maar in de ruimte zijn deze experimenten heel goed mogelijk.
Vanaf 2019-10-03 werd het bestaan van 4011 exoplaneten in 2996 planetaire systemen betrouwbaar bevestigd. Onder hen, het aardse type - van 5%.
De belangrijkste beperkende factor bij het zoeken naar leven is de straling van de moederster of gasreuzenplaneten. De biosfeer kan zich overal aan aanpassen: bestand zijn tegen hoge temperaturen, chemicaliën en energiebronnen vinden. De biosfeer is echter niet bestand tegen de sterke impact van stralingsstralen.
“Het aardse leven is niet de enige biochemisch mogelijke vorm. De bakermat van het leven kunnen zowel moleculaire galactische schijven en exoplaneten zijn, als vulkanen en oceanen van de aarde, Mars en kleinere planeten en reuzenplaneten. Dus, zal de mensheid in staat zijn om een dergelijk leven te identificeren als ze het per ongeluk vindt tijdens zijn ruimtemissies?”Concludeerde Maria Ragulskaya.
