אולי ישנם עולמות מיושבים אחרים אי שם ביקום. אבל עד שנמצא אותם, תוכנית המינימום היא להוכיח שיש חיים מחוץ לכדור הארץ לפחות בצורה כלשהי. עד כמה אנחנו קרובים לזה?
לאחרונה אנו שומעים יותר ויותר על תגליות ש"יכולות להצביע "על קיומם של חיים מחוץ לכדור הארץ. רק בספטמבר 2020 נודע על גילוי גז פוספין בוונוס - סימן פוטנציאלי לחיים מיקרוביאליים - ואגמי מלח על מאדים, שם יכולים להתקיים גם חיידקים. אבל במהלך 150 השנים האחרונות, חוקרי החלל הפסיקו לא פעם לחשוב משאלות לב. עדיין אין תשובה אמינה לשאלה העיקרית. או שיש עדיין, אבל מדענים זהירים מתוך הרגל?
קווי טלסקופ
בשנות ה -70 של המאה ה -19 ראה האסטרונום האיטלקי ג'ובאני שיאפארלי קווים ארוכים ודקים על פני מאדים דרך טלסקופ והכריז עליהם כ"ערוצים ". הוא שם את הספר באופן חד משמעי על תגליתו "חיים על כוכב הלכת מאדים". "קשה שלא לראות על מאדים תמונות דומות לאלה המרכיבות את הנוף היבשתי שלנו", כתב. באיטלקית, המילה קנאלי פירושה ערוצים טבעיים ומלאכותיים כאחד (המדען עצמו לא היה בטוח במהותם), אך כאשר תורגם, היא איבדה את העמימות הזו. חסידיו של שיאפארלי כבר הצהירו בהחלט על הציוויליזציה המאדים הקשה, שבאקלים צחיח יצרה מתקני השקיה אדירים.
לנין, שקרא את ספרו של פרסיבל לואל "מאדים ותעלותיו" בשנת 1908, כתב: "עבודה מדעית. מוכיח שמאדים מאוכלס, שתעלות הן נס טכנולוגי, שאנשים שם צריכים להיות גדולים פי 2/3 מהכמות אנשים מקומיים, יתר על כן עם גזעים, ומכוסים בנוצות או בעורות בעלי חיים, עם ארבע או שש רגליים. נ … כן, הסופר שלנו רימה אותנו בתיאור היופי של המאדים בצורה לא מלאה, זה חייב להיות לפי המתכון: "חושך אמיתות נמוכות יקרות לנו יותר מאשר אנו מעלים הונאה. "לואל היה מיליונר ודיפלומט לשעבר. הוא אהב אסטרונומיה ובכסף שלו בנה את אחד המצפה המתקדמים ביותר באמריקה. זה היה בזכות לואל שהנושא של חיי המאדים עלו בעמודים הראשונים של העיתונים הגדולים בעולם.
נכון, כבר בסוף המאה ה -19, חוקרים רבים התלבטו לגבי פתיחת "התעלות". תצפיות כל הזמן נתנו תוצאות שונות - הקלפים התפצלו אפילו עבור Schiaparelli ו- Loeull. בשנת 1907, הביולוג אלפרד וואלאס הוכיח כי הטמפרטורה על פני מאדים נמוכה בהרבה ממה שהניח לואל, והלחץ האטמוספרי נמוך מכדי שמים יתקיימו בצורה נוזלית. התחנה הבין-פלנטרית "מרינר -9", שצילמה את כוכב הלכת מהחלל בשנות ה -70, שמה קץ להיסטוריה של התעלות: ה"תעלות "התגלתה כאשליה אופטית.
מאז המחצית השנייה של המאה ה -20, התקוות למצוא חיים מאורגנים מאוד פחתו. מחקרים שעשו שימוש בחלליות הראו כי התנאים בכוכבי הלכת הסמוכים אינם קרובים אפילו לכדור הארץ: ירידות טמפרטורה חזקות מדי, אטמוספירה ללא סימני חמצן, רוחות חזקות ולחץ אדיר. מצד שני, מחקר התפתחות החיים על פני כדור הארץ עורר עניין בחיפוש אחר תהליכים דומים בחלל. אחרי הכל, אנחנו עדיין לא יודעים איך ובזכות מה, באופן עקרוני, קמו החיים.
אירועים רבים התרחשו בכיוון זה בשנים האחרונות. העניין העיקרי הוא חיפוש אחר מים, תרכובות אורגניות שמהן יכולות להיווצר צורות חיים של חלבון, כמו גם חתימות ביולוגיות (חומרים המיוצרים על ידי יצורים חיים) ועקבות אפשריות של חיידקים במטאוריטים.
הוכחה נוזלית
נוכחותם של מים היא תנאי מוקדם לקיומם של החיים כפי שאנו מכירים אותם. מים פועלים כממס וכזרז לסוגים מסוימים של חלבונים. זהו גם אמצעי אידיאלי לתגובות כימיות והובלת חומרים מזינים. בנוסף, מים סופגים קרינה אינפרא אדומה, כך שהם יכולים לשמור על חום - זה חשוב לגופי שמימיים קרים שהם רחוקים למדי מהשמש.
נתוני תצפית מראים כי מים במצב מוצק, נוזלי או גזי קיימים בקטבי מרקורי, בתוך מטאוריטים ושביטים, כמו גם על צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. מדענים הציעו גם שלירחי צדק אירופה, גנימד וקליסטו יש אוקיינוסים עצומים מתחת לפני השטח של מים נוזליים. הם מצאו אותו בצורה כזו או אחרת בגז בין כוכבים ואפילו במקומות מדהימים כמו פוטוספירה של כוכבים.
אבל חקר עקבות המים יכול להיות מבטיח לאסטרוביולוגים (מומחים לביולוגיה חוץ -ארצית) רק כשיש תנאים מתאימים אחרים. לדוגמה, הטמפרטורות, הלחץ וההרכב הכימי על אותם שבתאי וצדק קיצוניים וניתנים לשינוי מכדי שאורגניזמים חיים יכולים להסתגל אליהם. דבר נוסף הוא כוכבי הלכת הקרובים אלינו. גם אם היום הם נראים בלתי מסבירי פנים, יכולים להישאר עליהם נווה מדבר קטן עם "שרידי מותרות לשעבר".
בשנת 2002, מסלול מאדים אודיסאוס גילה מצבורי קרח מים מתחת לפני השטח של מאדים. שש שנים מאוחר יותר, בדיקת הפניקס אישרה את תוצאות קודמו, והשיגה מים נוזליים מדגימת קרח מהקוטב. זה היה תואם את התיאוריה לפיה מים נוזליים היו במאדים לאחרונה (בסטנדרטים אסטרונומיים). על פי כמה מקורות, ירד גשם על הכוכב האדום "רק" לפני 3.5 מיליארד שנים, על פי אחרים - אפילו לפני 1.25 מיליון שנה.
עם זאת, מיד נוצר מכשול: מים על פני מאדים אינם יכולים להתקיים במצב נוזלי. בלחץ אטמוספרי נמוך, הוא מתחיל מיד לרתוח ולהתאדות - או קופא. לכן, רוב המים הידועים על פני כדור הארץ נמצאים במצב של קרח. הייתה תקווה שהדבר המעניין ביותר קורה מתחת לפני השטח. כך התעוררה השערת אגמי המלח מתחת למאדים. ורק לפני כמה ימים היא קיבלה אישור.
מדענים מסוכנות החלל האיטלקית גילו באחד מקטבי מאדים מערכת של ארבעה אגמים עם מים נוזליים, הנמצאים בעומק של יותר מ -1.5 קילומטרים. הגילוי נעשה באמצעות נתוני צליל רדיו: המכשיר מכוון גלי רדיו אל פנים כדור הארץ, והמדענים, על ידי השתקפותם, קובעים את הרכבו ומבנהו. קיומה של מערכת שלמה של אגמים, על פי מחברי היצירה, מעיד כי מדובר בתופעה רגילה עבור מאדים.
הריכוז הספציפי המדויק של מלחים באגמי המאדים עדיין אינו ידוע, כמו גם הרכבם. לדברי המנהל המדעי של תוכנית מאדים, רוברטו אורוסי, אנו מדברים על פתרונות חזקים מאוד עם "עשרות אחוזים" של מלח. ישנם חיידקים הלופיליים בכדור הארץ שאוהבים מליחות גבוהה, מסבירה המיקרוביולוגית אליזבטה בונך-אוסמולובסקאיה. הם משחררים חומרים המסייעים לשמירה על איזון המים-חשמליים ומגנים על מבני התא. אבל אפילו באגמים תת -קרקעיים מלוחים במיוחד (ברינים) בריכוז של עד 30% יש מעט חיידקים כאלה.
לדברי אורוזיי, עקבות של צורות חיים שהיו קיימות כאשר היו אקלים חם יותר ומים על פני כדור הארץ, והתנאים דמויי כדור הארץ המוקדם, יכולים להישאר באגמי המאדים. אבל יש מכשול נוסף: עצם הרכב המים. אדמת המאדים עשירה בפרכלורטים - מלחי חומצה פרכלורית. תמיסות פרכלוראט קופאות בטמפרטורות נמוכות משמעותית מאשר מי ים רגילים או אפילו. אבל הבעיה היא שפרכלורטים הם חמצון פעיל. הם מקדמים פירוק של מולקולות אורגניות, מה שאומר שהם מזיקים לחיידקים.
אולי אנו מזלזלים ביכולת החיים להסתגל לתנאים הקשים ביותר.אבל כדי להוכיח זאת, עליך למצוא לפחות תא חי אחד.
"לבנים" ללא ירי
לא ניתן לדמיין את צורות החיים החיים על כדור הארץ ללא מולקולות אורגניות מורכבות המכילות פחמן. כל אטום פחמן יכול ליצור עד ארבעה קשרים עם אטומים אחרים בו זמנית, וכתוצאה מכך עושר עצום של תרכובות. "שלד" הפחמן קיים בבסיס כל החומרים האורגניים - כולל חלבונים, פוליסכרידים וחומצות גרעין, הנחשבים ל"אבני הבניין "החשובות ביותר של החיים.
השערת "פנספרמיה" רק טוענת כי החיים בצורות הפשוטות ביותר שלהם הגיעו לכדור הארץ מהחלל. אי שם במרחב הבין -כוכבי התפתחו תנאי שטח שאיפשרו להרכיב מולקולות מורכבות. אולי לא בצורת תא, אלא בצורת מעין פרוטוגנום - נוקלאוטידים שיכולים להתרבות בצורה הפשוטה ביותר ולקודד את המידע הדרוש להישרדותה של מולקולה.
לראשונה, העילות למסקנות כאלה הופיעו לפני 50 שנה. מולקולות אוראציל וקסנטין נמצאו בתוך המטאוריט של מרצ'יסון, שנפל באוסטרליה בשנת 1969. אלה הם בסיסים חנקניים המסוגלים ליצור נוקלאוטידים, מהם כבר מורכבים פולימרים של חומצת גרעין - DNA ו- RNA. משימת המדענים הייתה לקבוע האם ממצאים אלה הם תוצאה של זיהום על פני כדור הארץ, לאחר הנפילה, או שמקורם הוא מחוץ לכדור הארץ. ובשנת 2008, באמצעות שיטת הפחמן, ניתן היה לקבוע שאוראציל וקסנטין אכן נוצרו לפני שהמטאוריט נפל לכדור הארץ.
כעת במארצ'יסון ומטאוריטים דומים (הם נקראים כונדריטים פחמניים), מדענים מצאו כל מיני סוגים של בסיסים שמהם בנויות DNA ו- RNA: סוכרים מורכבים, כולל ריבוז ודאוקסיריבוז, חומצות אמינו שונות, כולל חומצות שומן חיוניות. יתר על כן, יש אינדיקציות לכך שאורגניות נוצרות ישירות בחלל. בשנת 2016, בעזרת מכשיר רוזטה של סוכנות החלל האירופית, נמצאו עקבות של חומצת האמינו הפשוטה ביותר - גליצין - וכן זרחן, שהוא גם מרכיב חשוב להופעת החיים, בזנבו של השביט גרסימנקו -צ'וריומוב.
אבל תגליות כאלה מרמזות על איך אפשר היה להביא חיים לכדור הארץ. עדיין לא ברור אם הוא יכול לשרוד ולהתפתח במשך זמן רב מחוץ לתנאים היבשתיים. "מולקולות גדולות, מולקולות מורכבות, אותן היינו מסווגים כאורגניים בכדור הארץ ללא כל אפשרות, ניתנות לסנתז בחלל ללא השתתפות של יצורים חיים", אומר האסטרונום דמיטרי וייב. "אנו יודעים שחומר אורגני בין כוכבי נכנס למערכת השמש ו אבל אז קרה לה משהו אחר - ההרכב האיזוטופי והסימטריה השתנו ".
עקבות באווירה
דרך מבטיחה נוספת לחפש חיים קשורה לחתימות ביולוגיות או לסמנים ביולוגיים. אלה חומרים, שנוכחותם באטמוספרה או בקרקע של כדור הארץ בהחלט מעידה על נוכחות חיים. למשל, יש הרבה חמצן באטמוספירה של כדור הארץ, הנוצר כתוצאה מפוטוסינתזה בהשתתפות צמחים ואצות ירוקות. הוא מכיל גם הרבה מתאן ופחמן דו חמצני, המיוצרים על ידי חיידקים ואורגניזמים חיים אחרים בתהליך החלפת הגז במהלך הנשימה.
אבל מציאת עקבות של מתאן או חמצן באטמוספירה (כמו גם במים) היא עדיין לא סיבה לפתוח שמפניה. לדוגמה, ניתן למצוא מתאן גם באטמוספירה של עצמים דמויי כוכבים - ננסים חומים. וחמצן יכול להיווצר כתוצאה מפיצול אדי מים בהשפעת קרינה אולטרה סגולה. תנאים כאלה נצפים בכוכב הלכת האקס -כוכב GJ 1132b, שם הטמפרטורה מגיעה ל -230 מעלות צלזיוס. חיים בתנאים כאלה הם בלתי אפשריים.
כדי שגז ייחשב כסימן ביולוגי, יש להוכיח את מקורו הביוגני, כלומר הוא חייב להיווצר בדיוק כתוצאה מפעילותם של יצורים חיים. מקור כזה של גזים מסומן, למשל, על ידי השונות שלהם באטמוספירה.תצפיות מראות שרמות המתאן בכדור הארץ משתנות עם העונה (ופעילותם של יצורים חיים תלויה בעונה). אם בכוכב אחר מתאן נעלם מהאטמוספירה ואז מופיע (וניתן להקליט זאת במהלך שנה למשל), זה אומר שמישהו פולט אותו.
התברר שמאדים הוא שוב אחד המקורות האפשריים למתאן "חי". הסימנים הראשונים לכך באדמה נחשפו על ידי המכשירים של תוכנית הוויקינגים, שנשלחו לכדור הארץ עוד בשנות השבעים - רק על מנת לחפש חומר אורגני. מולקולות המתאן שהתגלו בשילוב עם כלור נלקחו בתחילה כראיה. אך בשנת 2010, מספר חוקרים תיקנו נקודת מבט זו. הם גילו שהפרכלורטים שכבר ידועים לנו באדמת המאדים, כשהם מחוממים, הורסים את רוב החומרים האורגניים. והדגימות מה"ויקינגים "התחממו.
באטמוספירה של מאדים, עקבות מתאן התגלו לראשונה בשנת 2003. הממצא החיה מיד את השיחות אודות התגוררותו של מאדים. העובדה היא שכל כמויות משמעותיות של גז זה באטמוספירה לא יחזיקו מעמד זמן רב, אלא יושמדו על ידי קרינה אולטרה סגולה. ואם המתאן לא יתפרק, המדענים הגיעו למסקנה כי יש מקור קבוע לגז זה על הכוכב האדום. ובכל זאת, המדענים לא השתכנעו בתוקף: הנתונים שהתקבלו לא הוציאו מכלל שהמתאן שנמצא הוא אותו "זיהום".
אבל התצפיות של רובר הסקרנות בשנת 2019 רשמו עלייה חריגה ברמות המתאן. יתר על כן, התברר כי כעת ריכוזו גבוה פי שלושה מרמת הגז שנרשמה בשנת 2013. ואז קרה דבר מסתורי עוד יותר - ריכוז המתאן שוב ירד לערכי רקע. לחידת המתאן עדיין אין תשובה ברורה. על פי כמה גרסאות, הרובר עשוי להיות ממוקם בתחתית המכתש, שבו יש מקור תת -קרקעי של מתאן, ושחרורו קשור לפעילות הטקטונית של כוכב הלכת.
עם זאת, חתימות ביולוגיות יכולות להיות לא ברורות למדי. לדוגמה, בספטמבר 2020, צוות מאוניברסיטת קרדיף זיהה עקבות של גז פוספין על ונוס, תרכובת זרחן מיוחדת המעורבת בחילוף החומרים של חיידקים אנאירוביים. בשנת 2019 הדמיות מחשב הראו כי על כוכבי לכת עם ליבה מוצקה לא ניתן ליצור פוספין אחרת מאשר כתוצאה מפעילותם של אורגניזמים חיים. וכמות הפוספין שנמצאה על ונוס דיברה בעד העובדה שזו לא הייתה טעות או טומאה מקרית.
אך מספר מדענים ספקנים לגבי הגילוי. אסטרוביולוג ומומחה למצבים מופחתים של זרחן מתיו פאסק הציע כי קיים תהליך אקזוטי כלשהו שלא נלקח בחשבון על ידי סימולציות מחשב. הוא יכול היה להתרחש על ונוס. פאסק הוסיף כי המדענים עדיין אינם בטוחים כיצד החיים על פני כדור הארץ מייצרים פוספין והאם הם מיוצרים על ידי אורגניזמים בכלל.
קבור באבן
עוד סימן חיים אפשרי, הקשור שוב למאדים, הוא הימצאות בדגימות מכוכב הלכת מבנים מוזרים הדומים לשרידי יצורים חיים. אלה כוללים את המטאוריט המאדים ALH84001. הוא טס ממאדים לפני כ -13,000 שנה ונמצא באנטארקטיקה בשנת 1984 על ידי אופנועי שלג גיאולוגים ברחבי גבעות אלן (ALH מייצג אלן הילס) באנטארקטיקה.
למטאוריט זה שני מאפיינים. ראשית, מדובר במדגם של סלעים מהתקופה של אותו "מאדים רטוב", כלומר הזמן בו עלולים להיות עליו מים. השני - נמצאו בו מבנים מוזרים, המזכירים אובייקטים ביולוגיים מאובנים. יתר על כן, התברר כי הם מכילים עקבות של חומר אורגני! עם זאת, ל"חיידקים המאובנים "אין שום קשר למיקרואורגניזמים יבשתיים.
גודלם קטן מדי לכל צורת חיים סלולרית יבשתית. עם זאת, ייתכן שמבנים כאלה מצביעים על קודמי החיים.בשנת 1996, דיוויד מקיי ממרכז ג'ונסון לנאס א ועמיתיו מצאו מה שנקרא פסאודומורפים במטאוריט - מבנים גבישים יוצאי דופן המחקים את צורתו של (במקרה זה) גוף ביולוגי. זמן קצר לאחר ההודעה מ -1996, טימותי סווינדל, מדען פלנטרי מאוניברסיטת אריזונה, ערך סקר לא פורמלי בקרב למעלה מ -100 מדענים כדי לברר מה דעת הקהילה המדעית לגבי הטענות.
מדענים רבים היו ספקנים לגבי הטענות של קבוצת מקיי. בפרט, מספר חוקרים טענו כי תכלילים אלה עשויים להתעורר כתוצאה מתהליכים וולקניים. התנגדות נוספת הייתה קשורה למימדים הקטנים (ננומטר) של המבנים. עם זאת, התומכים התנגדו לכך שננובקטריות נמצאו על פני כדור הארץ. יש יצירה המציגה את חוסר ההבחנה הבסיסית של ננו -חיידקים מודרניים מאובייקטים מ- ALH84001.
הוויכוח סגור מאותה סיבה כמו במקרה של הפוספין הוונוססי: עדיין אין לנו ידע מועט על האופן שבו מבנים כאלה נוצרים. אף אחד לא יכול להבטיח שהדמיון אינו צירוף מקרים. יתר על כן, ישנם גבישים על פני כדור הארץ, כגון כרית, שקשה להבחין בהם משרידים "מאובנים" של חיידקים רגילים אפילו שלא לדבר על ננו -חיידקים שנחקרו גרוע).
החיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ הוא כמו לרוץ אחרי הצל שלך. נראה שהתשובה לפנינו, עלינו רק להתקרב. אבל הוא מתרחק, רוכש מורכבות והסתייגויות חדשות. כך פועל המדע - על ידי ביטול "חיובי שווא". מה אם הניתוח הספקטראלי יטעה? מה אם מתאן על מאדים הוא רק אנומליה מקומית? מה אם המבנים שנראים כמו חיידקים הם רק משחק טבע? לא ניתן לשלול כל ספק.
יתכן בהחלט שהתפרצויות חיים מופיעות כל הזמן ביקום - פה ושם. ואנחנו, עם הטלסקופים והספקטרומטרים שלנו, תמיד מאחרים לדייט. או להיפך, אנו מגיעים מוקדם מדי. אבל אם אתה מאמין בעקרון הקופרניקני, שאומר שהיקום בכללותו הוא הומוגני ותהליכים ארציים מתרחשים בהכרח במקום אחר, במוקדם או במאוחר נצטלב. זה עניין של זמן וטכנולוגיה.
