Mégis lehet élet a Föld közvetlen közelében

Művészi illusztráció az Enceladus gejzírjeiről

Elsőre könnyűnek tűnhet asztrobiológiai áttekintést adni közvetlen kozmikus környezetünkről, mivel a tudomány jelenlegi állása szerint a Naprendszerben nemhogy értelmes, de alacsonyabb rendű életről sem beszélhetünk. Ennek ellenére – és éppen ezért – több tudományterület is foglalkozik a Naprendszeren belüli élet múltbéli, vagy esetlegesen napjainkban is fennálló csak eddig még fel nem fedezett formáival, valamint annak lehetőségével és esélyeivel.

A „mars-csatornák" mítoszától a marsi mikrobákig

A szabad szemmel is jól látható Mars bolygó vöröses színével már régóta nagyobb figyelmet keltett a többi szabadszemes bolygótestvérénél. A fejlett marsbéli élet tudománytalannak bizonyult elképzése, vagyis a „marslakók" fantazmagóriája viszonylag újabb keletű 19. századi elmélet, aminek megszületése egy konkrét csillagászati eseményhez köthető.

Giovanni Schiaparelli olasz csillagász, az úgynevezett Mars-csatornák felfedezője Forrás: Wkimedia Commons / Mondadori Publishers

1877-ben egy olasz csillagász, Giovanni Schiaparelli az úgynevezett marsi albedo-alakzatok között néhányat eredeti anyanyelvén a természetes eredetre utaló "canal" szóval illette; ám röviddel ezután sok csillagász kezdte mesterséges csatornaként látni ezeket, amelyek segítségével a feltételezett marslakók a sarkokról szállítottak vizet a kiszáradó egyenlítői tájakra. Természetesen ebből semmi sem bizonyult igaznak, a marslakók mítosza azonban napjainkig fennmaradt.

Schiaparelli rajza a Mars-csatornákról, amelyek utóbb optikai csalódásnak bizonyultak Forrás: Researche Gate

A földihez hasonló marsbéli élet lehetőségét csak az első közeli felvételek zárták ki az űrkorszak hajnalán. Elsőként 1965-ben a Mariner–4 űrszonda készített közeli fényképeket a Mars felszínéről, amelyek sokkal inkább a holdira, mintsem a földire emlékeztető, erősen kráterezett tájat mutattak. Az űrkutatás történetének a legelső asztrobiológiai "in situ" kísérlete szintén a Marson zajlott. Ezt a Marsnak a földiével leginkább rokon fizikai és planetológiai tulajdonságai indokolták.

A Preserverance rover a Mars felszínén Forrás: NASA/JPL-Caltech

Az 1976-ban landolt Viking–1 és Viking–2 műszercsomagjai között szerepelt egy biológiai vizsgálati egység is. Három kísérletet végeztek: hőbontásos, radioaktív tápoldatos és gázcserélődési vizsgálatot. Az egyik eredmény ugyan egyértelműen negatív volt, de két esetben nem lehetett minden kétséget kizáróan elvetni az életnyomok hiányát. Így igencsak indokoltnak tűnnek a további kutatások.

A Mars déli pólusa az ESA felvételén Forrás: ESA/DLR/FU Berlin / Bill Dunford

A helyszíni vizsgálatok további irányát a közelmúlt és a jelen keringő- és leszállóegységei, valamint a bolygó felszínén kalandozó roverek mellett a jövő mintavevő szondái, valamint a várva várt emberes repülések jelentik majd. Ezektől várhatunk végleges választ arra az izgalmas kérdésre, hogy bármilyen élet létezhetett, vagy létezik-e a vörös bolygón.

Hatalmas visszhangot váltott ki egy feltételezett marsi életnyom

Mint minden elméletnek, az úgynevezett pánsperma teóriának is időre volt szüksége ahhoz, hogy a szélesebb tudományos közvélemény elfogadja, és egyik alternatívaként kezelje a földi élet eredete illetve meghonosodása szempontjából.

Bármennyi kérdést is vet fel, és bármekkora a valószínűsége, hogy az élet csírái a kozmosz távolabbi térségeiből üstökösök, kisbolygók vagy földre hulló meteoritok révén jutottak el az anyabolygónkra, mindennek az adott égitesttípusok általános vizsgálatában is lényeges szerep jut.

A C2020_F8_(SWAN) üstökös. Egyes feltételezések szerint az élethez szükséges alkotóelemeket üstökösök, illetve aszteroidák juttaták el a Földre Forrás: Christian Gloor/Christian Gloor

Fontos magyar vonatkozású tudománytörténeti tény, hogy a meteoritok közül

az 1857-ben lehullott Kaba-meteoritban mutattak ki elsőként a biológia aktivitás szempontjából alapvető szerves vegyületeket.

Az úgynevezett szenes kondritok családjába tartozó, CV3 altípusú, összességében 3 kilogrammnyi meteoritot először a német Friedrich Wöhler vizsgálta meg alaposabban. Ő akkor úgy vélte, hogy ezeket a vegyületeket csak élő szervezet hozhatta létre. Korszerű elemzési módszertannal utóbb más meteoritokban is azonosítottak szénhidrogéneket, sőt aminosavakat is.

A kabai meteorit egyik darabja Forrás: Hajdú-Bihar megyei Értéktár

Sajnos, ezeknek a szerves vegyületeknek a biológia eredetét rendre megcáfolták, egészen az ALH 84001 (Allan Hills 84001) nevű meteorittal kapcsolatos tudományos világszenzációig.

Az összességében 1931 g-os marsi eredetű meteoritot 1984-ben lelték meg az Antarktiszon .

A kutatások szempontjából később érdekessé váló eredményeket a naprendszerbeli élettel kapcsolatos jelentősége miatt 1996-ben nem más, mint maga az Amerikai Egyesült Államok elnöke, Bill Clinton jelentette be széles sajtónyilvánosság előtt.

Az Antarktiszon megtalált marsi eredetű meteorit, az Allan Hills 84001 Forrás: NASA/JPL-Caltech

A feltételezett biológiai nyomot tartalmazó apró égitest a vörös bolygóról származó magmás eredetű kőzet. Anyagának zöme 4,5 milliárd éve szilárdult meg, majd különféle fizikai sokkhatások és behatások érték. A Földet hozzávetőleg 13 ezer éve érte el. A magnetitkristályok és a vasszulfid mellett a marsi eredetű meteorit repedéseiben

sokgyűrűs, aromás szénhidrogéneket, továbbá aminosavakat találtak.

A benne levő karbonátok felszínén pedig 20–200 nanométeres, elnyúlt formájú struktúrákat azonosítottak, amelyek – látszólag - a baktériumokkal mutattak hasonlóságot.

A baktériumokra emlékeztető struktúrák az Antarktiszon megtalált marsi eredetű Allan Hills 84001-es meteoritban Forrás: NASA/JPL-Caltech

Egyes kutatók ezt az élettevékenység nyomának tekintették.

Az ALH 84001 tudományos szenzációját, s az iránta megnyilvánuló felfokozott érdeklődést ez a feltételezés alapozta meg. A földi analógiák alapján nagy valószínűséggel azonban cáfolható, hogy az ALH 84001 meteoritot bármilyen alacsonyrendű életforma fosszíliájának tekintsük.

A Titan légóceánjában lebegve és tengerein hajózva

A Szaturnusz körül keringő Titan a régebbi csillagászati szakirodalomban a Naprendszer legnagyobb holdjaként szerepelt, ugyanakkor az ezzel kapcsolatos modern kutatások az 5150 kilométeres átmérőjével jelenleg már „csak" a második helyre teszik. (A legnagyobb hold a Jupiter körül keringő Ganymedes a maga 5260 kilométeres átmérőjével.) A Titan tudományos érdekességét azonban nemcsak jelentős mérete, hanem sokkal inkább az a tény adja,

hogy a Naprendszer kisebb égitestjei közül egyedüliként rendelkezik számottevő légkörrel,

illetve a Föld mellett egyedül itt található folyékony halmazállapotú anyag a felszínen.

A Titán felszínét "földszerűen" borítják el a tavak és tengerek Forrás: NASA/JPL-Caltech

Meglepően sűrű légkörét döntő többségében nitrogén, valamint metán és hidrogén, továbbá nyomgázok alkotják. A napszél hatására a Titán légkörében igen bonyolult szerves vegyületek jönnek létre: cián-hidrogén, propán és cián-acetilén.

Tavai, sőt tengerei szénhidrogénekből állnak, etán és metán hullámzik a hold felszínén,

melyben csekély mennyiségű nitrogén is található. A két fentebbi, és a földi élet szempontjából lényeges komponens léte, valamint az előbb említett vegyületek jelenléte szinte automatikusan a lehetséges naprendszerbeli biológiai aktivitás potenciális helyszínévé tette a Titant.

A Cassini-űrszonda elrepül a Titán mellett (fantáziarajz) Forrás: NASA

Ugyanakkor a rendkívül alacsony, –193 °C-os felszíni hőmérséklete kizárólag extremofilek esetében biztosíthat teoretikus életfeltételeket. Minden elméleti spekuláció ellenére eddig sem az űrszondás (Voyager–1, Voyager–2, Cassini), sem pedig a helyszíni (Huygens) vizsgálatok nem tártak fel életnyomokat a Szaturnusz legnagyobb holdjának a felszínén.

Élet esélye az Europa hold jégpáncélja alatt

Az esetleges naprendszerbeli élet lehetősége a Mars mellett leginkább a Jupiter négy, Galileo Galilei által felfedezett holdja közül a legkisebb, az Europa esetében merül fel. Le kell szögezni, hogy az eddigi kutatások konkrét eredményt még nem tártak fel, viszont az ottani planetológia viszonyok továbbra is indokolttá teszik az ezzel kapcsolatos elméleti és gyakorlati vizsgálatok szükségességét.

Az Europa a Galilei-űrszonda felvételén. A hold felszínét vastag jégpáncél borítja Forrás: NASA/JPL/DLR

A 3 100 km átmérőjű égitestet „kozmikus billiárdgolyóként" is szokás emlegetni. Ez arra utal, hogy felszínének vastag jégtakarója simára varázsolja külső felszínét. Az űrszondás fényképfelvételekből megállapították, hogy ezt a sima jégpáncélt rianások szelik át. A biológiai spekulációk szempontjából a több kilométer vastagságú jég alatti világ játssza a főszerepet.

A jégpáncél alatt ugyanis egy közel 100 kilométer mélységű sósvízi óceán rejtőzik.

Az árapályerők és az égitest belső hője révén ennek hőmérséklete élőlények számára is megfelelő lehet.

A Clipper űrszonda az Europa felett (művészi illusztráció) Forrás: NASA/JPL-Caltech

Az esetleg itt rejtőző élet felkutatása szempontjából perdöntő lesz annak a penetrátor–tengeralattjáró szondának a bevetése, ami a vastag jégpáncélt átfúrva lejut majd az Europa óceánjába. Az eszköz egy szállító űrszondáról leválva fúrna át magát a jégpáncélon,

majd elérve az óceán határát, tengeralattjáró módjára hajtaná végre a különféle bolygótudományi és élettani vizsgálatait,

hiszen egyes hipotézisek az Europa vizében nemcsak alacsonyabb rendű, de a földi ősóceánéval rokon organizmusokat is lehetségesnek tartanak.

Az Enceladus gejzírjeinek forrásvidékén

A földi biológiai folyamatok működésének alapfeltétele a H2O kémiai képlettel leírt vegyület, vagyis a víz jelenléte. Bolygónkon ezt megtaláljuk folyó- és állóvizek formájában, jégbe fagyva, légnemű halmazállapotban, valamint az élő organizmusok, így saját testünk összetevőjeként. A Naprendszer élettelen égitestjein is rábukkanhatunk. Szilárd formában a Hold pólusközeli, örökké hideg krátereinek mélyén, a Mars jégsapkáiban, és az üstökösök magjában.

A Hold pólusközeli régióiban fagyott vizet találtak a feszín alatt Forrás: NASA/JPL-Caltech

Felszíni folyadék a Földön kívül kizárólag csak a Szaturnusz Titán holdján hullámzik. Ugyancsak folyékony halmazállapotban, de a felszíni jégréteg alatt mélyen, a Jupiter Galilei-holdjain, az Uránusz rendszerében a Tritonon, továbbá gejzírek által kilövellve a Szaturnusz Enceladus holdján fordulhat még elő víz.

Az Enceladus feltételezett déli sarki felszín alatti „óceánjának” helyzete a jégpáncél repedéseivel, amelyeken keresztül a kilövellések a felszínre törnek Forrás: NASA

Bizonyos, hogy az Enceladus, a gyűrűs bolygó 505 km-es átmérőjű hatodik legnagyobb holdjának felszíne alatt óceán hullámzik. Az égitest déli poláris régiójában ennek vize tör fel gejzírek formájában.

Művészi illusztráció az Enceladus gejzírjeiről Forrás: Afp

A NASA Cassini űrszondájának 13 évnyi megfigyelési adatai egyértelműen bemutatják a felszíni friss jég és gázok okozta geológiai aktivitást. A vizsgálatok azt is megmutatták, hogy mindez nem korlátozódik a hold déli féltekéjére: az északi poláris régió felszínének korábbi újraképződéséért ugyanezen folyamat volt a felelős.

A legfrissebb kutatások a mélyben feltételezett tengerámlásokról is tudósítanak.

Hogy ez a fajta geológiai és hidrológiai sokszínűség bármilyen biológia egyszerűséget is rejthet-e, ma még nem tudjuk.

Az Enceladus északi területei Forrás: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Mindez azonban nem jelenti azt, hogy egyes erre vonatkozó tudományos elméleteknek nincsen semmilyen alapja, sőt még azt sem, hogy legalább alacsonyabb formában ne létezhetne az élet a Naprendszerben. Megtalálásukat az elméleti kutatások és a technikai fejlődés nyújtotta modern űreszközök léte egyaránt elősegítheti. Természetesen minderre évtizedes, sőt évszázados időskálán van csak elméleti esély, és a siker egyáltalán nem bizonyos. Az ezt célzó vizsgálatok ugyanakkor a Naprendszerre vonatkozó más tudományos eredmények bővülését is elhozhatják.