"Het mysterie waarom we nog geen tekenen van buitenaardse wezens hebben gevonden, heeft misschien minder te maken met de waarschijnlijkheid dat er leven of intelligentie opduikt, maar eerder met het zeldzame voorkomen van biologische regulering van feedbackloops op planetaire oppervlakken", zegt Aditya Chopra van de Australian National University. "Het eerste leven is kwetsbaar, dus we denken dat het zich zelden snel genoeg ontwikkelt om te overleven."
Hoe is het leven ontstaan?
Kortom, het leven op andere planeten zal volgens astrobiologen van de Australian National University waarschijnlijk van zeer korte duur zijn en zeer snel verdwijnen. In een studie die erop gericht was te begrijpen hoe leven kan evolueren, realiseerden wetenschappers zich dat nieuw leven meestal sterft als gevolg van de toenemende opwarming of afkoeling van zijn eigen planeet. De groep wetenschappers vond het antwoord in de zogenaamde "theorie van Gaia" van James Lovelock.
In de jaren zeventig ontwikkelden chemicus Lovelock en bioloog Lynn Margulis het idee dat onze aarde zou kunnen zijn als een levend organisme, een zelfregulerende entiteit die feedbackloops gebruikt om omstandigheden te behouden die geschikt zijn voor het leven. Ze doopten de potentieel levende planeet Gaia - naar de Griekse godin van de aarde.
De zoektocht naar "andere landen" is in veel opzichten een zoektocht naar "andere homo's", en de plannen van NASA om andere planeten te ontdekken die vergelijkbaar zijn met de aarde, zijn sterk afhankelijk van Lovelocks begrip van de relatie tussen leven en het universum in de context van Gaia's theorie.
Het leven nam de aarde over met een bijna onstuitbare haast. Toen de aarde jong was, viel er puin dat was overgebleven van de vorming van het zonnestelsel erop, waardoor een extreme omgeving ontstond waarin het leven misschien niet lang zou duren. Dit duurde 600 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel. We hebben echter aanwijzingen dat toen het bombardement voorbij was, het leven begon.
Volgens John Gribbin, auteur van het boek 'Alone in the Universe', bevindt de baan van de aarde zich op een uitermate gunstige plaats in het zonnestelsel vanuit het oogpunt van de vooruitzichten voor de ontwikkeling van intelligentie. Maar de situatie is niet zo duidelijk als op het eerste gezicht lijkt. De aanwezigheid van leven op aarde speelt een rol bij het reguleren van onze planeet via het broeikaseffect. Gassen zoals kooldioxide verwarmen het aardoppervlak en houden warmte vast die anders de ruimte in zou kunnen ontsnappen.
Promotie video:
Tegenwoordig maakt dit natuurlijke broeikaseffect de aarde 33 graden warmer dan het oppervlak van de luchtloze maan, hoewel de aarde en de maan zich op bijna dezelfde afstand van de zon bevinden. Toen de aarde zich voor het eerst vormde, schrijft Gribbin, was de atmosfeer rijk aan deze broeikasgassen en zorgde ervoor dat de planeet niet bevroor, ook al was de zon kouder. Toen de zon opwarmde en leven op aarde verscheen, trokken levende wezens kooldioxide uit de lucht en zetten het neer in de vorm van carbonaatgesteenten, waardoor de kracht van het broeikaseffect werd verminderd. Het leven verandert de hoeveelheid kooldioxide in de lucht door middel van feedbackprocessen die de planeet warm houden als de zon afkoelt en voorkomen dat ze oververhit raakt als ze opwarmt.
Dit is de basis van James Lovelocks theorie van Gaia, die ons de ruimte geeft om te zoeken naar leven buiten het zonnestelsel. Lovelock's belangrijkste vraag was: wat maakt de aarde speciaal? “De lucht die we inademen kan alleen een artefact zijn dat in stabiele toestand wordt gehouden door biologische processen die ver verwijderd zijn van chemisch evenwicht. Levende wezens moeten de samenstelling van de atmosfeer niet alleen vandaag regelen, maar gedurende de hele geschiedenis van het leven op aarde - letterlijk gedurende miljarden jaren.
Maar dan rijst een raadsel: waarom ging het broeikaseffect niet helemaal uit toen de zon opwarmde, waarom gebeurde niet hetzelfde als Venus? Het antwoord is volgens Lovelock dat het leven de samenstelling van de atmosfeer reguleert en geleidelijk koolstofdioxide verwijdert naarmate de zon warmer wordt, waardoor de temperatuur op aarde comfortabel blijft voor het leven.
Wetenschappers van de Australian National University geloven dat de reden dat we geen tekenen van geavanceerd technologisch leven hebben gevonden, kan zijn dat alle buitenaardse wezens zijn uitgestorven. "Uitsterven is een kosmische orde voor het grootste deel van het leven dat ooit is verschenen", schrijven de auteurs van het onderzoek.
Ongeveer vier miljard jaar geleden hadden de aarde, Venus en Mars bewoond kunnen zijn. Een miljard jaar na zijn vorming veranderde Venus echter in een kas en bevroor Mars in ijs.
Het vroege microbiële leven op Venus en Mars, indien aanwezig, kon de snel veranderende omgeving niet stabiliseren, zegt co-auteur Charlie Lineweaver van het ANU Institute of Planetary Science. "Het leven op aarde heeft waarschijnlijk een leidende rol gespeeld bij het stabiliseren van het klimaat op aarde."
Natte, solide planeten met de ingrediënten en energiebronnen voor leven lijken alomtegenwoordig te zijn, maar zoals opgemerkt door natuurkundige Enrico Fermi in 1950, werd er geen teken van buitenaards leven gevonden.
De waarschijnlijke oplossing voor de Fermi-paradox, zeggen wetenschappers, zal een bijna universele vroege uitsterving zijn, die ze "Gaia's bottleneck" noemden (zoals ze een bottleneck noemen). "Een merkwaardige voorspelling van Gaia's bottleneck is dat de overgrote meerderheid van de fossielen in het universum zal bestaan uit uitgestorven microbieel leven, niet uit meercellige soorten zoals dinosauriërs of mensachtigen, die miljarden jaren nodig hebben om zich te ontwikkelen", zegt Lineweaver.
'Zou de planeet in zekere zin nog kunnen leven?', Vraagt NASA-astrobioloog David Grinspoon zich af. Dit is niet de eerste keer dat hij een dergelijk concept naar voren brengt. In zijn boek Lonely Planets uit 2003 presenteerde Grinspoon de 'levende wereld'-hypothese, een kleine variatie op de bekende Gaia-hypothese.
Sindsdien is dit idee behoorlijk levendig besproken, maar het werd als meer filosofisch dan wetenschappelijk beschouwd. Desalniettemin zijn veel onderzoekers het erover eens dat dit concept de wetenschap van het aardesysteem vooruit heeft geholpen, ons in staat heeft gesteld te begrijpen dat veel van de cycli van de aarde water-, stikstof- en koolstofcycli zijn; platentektoniek; klimaat - diep met elkaar verbonden en moduleren, of moduleren het leven op aarde.
"Gaia is misschien wel een goede metafoor", zegt Grinspoon. "Maar ik vraag me af of het leven kan worden beschouwd als iets dat niet alleen op onze planeet is gebeurd, maar ook wat er met onze planeet gebeurt."
"Het is niet eenvoudig om de levende en niet-levende delen van de aarde te scheiden", voegt hij eraan toe. “Het leven heeft de aarde grotendeels gemaakt tot wat ze is. Dit is de algemene betekenis van de Gaia-hypothese, en de Levende Werelden-hypothese brengt dit idee eenvoudigweg over op andere planeten."
"Het idee van de oorsprong van het leven, gescheiden van de geboorte van de levende wereld, heeft interessante implicaties voor het leven elders", schrijft Grinspoon. "Als Gaia's zelfregulatie verantwoordelijk is voor de levensduur van de aarde, dan moeten we andere plaatsen vinden waar dit wereldwijde organisme zich heeft ontwikkeld, en niet alleen plaatsen waar ooit leven had kunnen ontstaan."
Met andere woorden, onze zoektocht naar leven moet gericht zijn op locaties met actieve geologische en meteorologische cycli, die mogelijk een levende biosfeer signaleren.
Tot nu toe hebben we bijna 2000 planeten in een baan om verre sterren gevonden, en we blijven nieuwe vinden. Hoewel deze werelden misschien te ver weg zijn om enig direct bewijs voor leven in de nabije toekomst te vinden, worden wetenschappers steeds bekwamer in het bepalen van de samenstelling van hun atmosferen. Misschien zal deze vaardigheid ons ooit in staat stellen onderscheid te maken tussen een "mislukte biosfeer" en potentieel levende werelden.
Ilya Khel
