Jagten på udenjordisk liv i vandverdenerne tæt på hjemmet

Opdagelsen af ​​syv exoplaneter omkring en stjerne 40 lysår fra vores sol har rejst muligheden for, at de kunne rumme liv.

Hvorfor? Fordi astronomerne, der gjorde opdagelsen, mener, at nogle af planeterne kan have flydende vand. Og på jorden, hvor der er flydende vand, der er liv.

Men vi tror på, at vi kan se meget tættere på Jorden efter potentielle kandidater til beviser for udenjordisk liv, som vi oplyser denne måned i International Journal of Astrobiology .

Nylige opdagelser fra NASA Voyager- og Cassini-rummissionerne udleder tilstedeværelsen af ​​flydende oceaner under en havisskorpe på nogle af Jupiters og Saturns måner.

Disse giver de mest sandsynlige steder for at finde udenjordisk liv i vores solsystem.

Ligesom på Jorden

Den uafhængige videnskabsmand James Lovelock, bedst kendt for at udvikle Gaia-hypotesen, fik kontrakt med NASA i 1960'erne for at udvikle atmosfæriske og planetariske sensorer til de vikingesonder, der efterfølgende blev udsendt til Mars i 1975.

Efter en forudgående jordbaseret vurdering, Lovelock teoretiserede, at den røde planet sandsynligvis var blottet for liv på grund af atmosfærisk kemisk ligevægt. I modsætning, Jordens atmosfære er i dynamisk flux på grund af den biologiske aktivitet, der finder sted på overfladen.

På trods af den fortsatte uklarhed om, hvorvidt livet er eller ej, eller nogensinde har været, til stede på Mars, Lovelock satte en stærk præcedens for det nye felt af astrobiologi - den sammenlignende tilgang med Jorden i søgen efter udenjordisk liv.

Energi og liv

I vores bestræbelse på at besvare spørgsmålet om, hvorvidt vi er alene i universet, vi har en ensom ledetråd:"følg energien".

Jorden er vores eneste referencepunkt, og livet på Jorden kræver energi – termisk energi til smeltevand og kemisk energi til at opretholde liv. Det er det. Kun to former for energi definerer det kosmiske imperativ for livet, som vi kender det.

Men ironisk nok, vi ved ikke hvornår, hvor eller hvordan livet opstod på Jorden.

Hvad vi ved er, at de ældste og mest udbredte livsformer på planeten er mikroorganismer. Biologisk tilpasning er ikke begrænset af strukturel enkelhed, fordi mikrober indtager enhver tænkelig økologisk niche på Jorden.

Hvis vi accepterer den simple prokaryote celle som værende livets universelle plan, så er ET enten en sammenlægning af mikrober eller stadig en mikrobe.

Følg energien =følg vandet

Mandatet til at "følge energien" er synonymt med "følg vandet". Den nylige opdagelse af beviser for flydende vand på overfladen af ​​Mars er derfor spændende, men der er meget mere af det på Jupiters Europa og Saturns Enceladus.

Disse måner er overbevisende mål for astrobiologi på grund af den udledte tilstedeværelse af oceaner under en havisskorpe, der har bestået over geologiske tidsskalaer.

En ny fortolkning af data indsamlet af Cassini-rumfartøjet tyder på, at havet under isen på Enceladus ikke kun er begrænset til det sydlige polarområde. Ligesom Europa, det er globalt.

Det ser nu også ud til, at Europas isskal består af en mobil, pladetektonisk-lignende system, der ligger over varm konvektionsis og et salt havvandsreservoir, der er 30-35 gange volumen af ​​Jordens hav.

Skal mere vand svare til mere liv? Ikke nødvendigvis. Der er mange biologiske begrænsninger for beboelighed i ekstreme miljøer.

Liv, som vi kender det, ser ud til at være fraværende på overfladen af ​​Europa og Enceladus på grund af ioniserende stråling og ekstremt lave temperaturer. Fotosyntese, som vi kender den, er også meget usandsynligt, at der sker under is, der er kilometer tyk.

Hydrotermiske ventilationskanaler, et levested for dybhavsøkosystemer på Jorden, kan eksistere på månerne eller ikke.

Så er dette slutningen på sammenligning med Jorden og slutningen af ​​historien? Faktisk nej, fordi det er muligt, at mikroorganismer, der i øjeblikket bebor havisen på Jorden, også kan befinde sig i isvandsgrænsefladen og issprækkerne på Europa eller Enceladus.

Livet under ekstreme forhold

Det molekylære grundlag for tilpasning er ikke fuldstændigt forstået, men ekstremofiler (organismer, der lever under ekstreme forhold) skal tåle stejle gradienter i temperatur, saltholdighed, surhedsgrad og uorganiske næringsstoffer, samt opløst gas og lys signaturer.

Stress-relaterede sprækker i isskallene i Europa og Enceladus er komplekse, og vores forståelse af deres topografi er baseret på teoretisk modellering. Men sprækker ser ud til aktivt at udveksle væske fra de underjordiske oceaner til isens ydre.

De fysiologiske krav til enhver mikrobiel organisme ville være usædvanlig, men disse funktioner kunne rumme småskala, biologisk permissive domæner. Selv korte perioder med fotosyntese kan være mulige.

Ekstremofiler er relevante referenceorganismer, fordi de tilpasser sig flere stressfaktorer på måder, vi ikke helt forstår.

Livet på disse måner kan være muligt, men hvor sandsynligt er det? Den komparative tilgang kræver en forståelse af, hvordan disse mikrober reagerer på flere stressfaktorer og de grænser, som de kan skubbes til.

Men søgen efter udenjordisk liv hæmmes, fordi vi mangler en ramme, der forbinder tilpasningsevnen med miljømæssig variabilitet. Fremtidig forskning og udforskning af disse måner vil drage fordel af eksperimentelt arbejde, der definerer livets grænser i havisens økosystem.

Ultimativt, vi er nødt til at karakterisere teoretiske biologiske grænser, der er forskellige fra de grænser, der pålægges jordbaserede analoger.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.