Jednoga dana. Možda. Jednoga dana, možda će čovjek uspjeti doseći planete u našem Sunčevom sistemu. Gledajući dalje, opet možda, dospjeće i do najbližih zvjezdanih sistema. Takvo širenje čovječanstva kroz Svemir značilo bi potrebu da se stvaraju uslovi neophodni za održavanje života. Proizvodnja oksigena, hrane, vode i mnogih drugih potrepština. A za proizvodnju svega toga potrebna je energija. Možemo li naučiti kako uraditi ono što naša planeta radi već milijardama godina. U prvom dijelu članka koji slijedi diskutovaćemo o gradivnim jedinicama svih živih bića i uslovima neophodnim za njihov nastanak i razvoj, kako na Zemlji, tako i na bilo kojem drugom objektu u Svemiru. Drugi dio članka se odnosi na potrebe eventualnih svemirskih kolonista i činjenicu da je na kosmička putovanja potrebno ponijeti puni prtljag. Pod tim se podrazumijevaju hrana i piće, energija i atmosfera, pa čak i gravitacija koju ćemo morati simulirati tamo gdje je ne bude.

ŽIVOT I NJEGOVI SASTAVNI ELEMENTI

Astrobiolozi već duže vremena razmatraju koji su to uslovi neophodni za nastanak i održavanje života na nekom tijelu u svemiru. Naravno prije toga bilo bi poželjno definisati šta je to život. Pri određivanju definicije možemo se koristiti uglavnom vlastitim iskustvom i onime čemu svjedočimo u našem neposrednom susjedstvu. Milijarde vrsta sa svim njihovim bogatstvom prilagođavanja, nebrojenim oblicima i bojama prisutni su na gotovo svakom području naše planete. Bilo da je riječ o velikim ili malim organizmima, vodenim ili pak onima na kopnu, uočene su neke osobine zajedničke svima. Ili gotovo svima.

Hajde onda da ponovimo još jednom kratku radnu definiciju života. U udžbenicima biologije navedeno je da su živi organizmi oni koji se rađaju, rastu (razvijaju), hrane, reaguju na podražaj, umiru i naravno razmnožavaju. Postoje organizmi koji baš i ne ispunjavaju sve uslove već npr. za razmnožavanje iskoriste tuđe ćelije i njihovu DNK, ali za sada zažmirimo na jedno oko na takve pojave. Ipak, oni na kraju za sobom ostave sebi slično potomstvo. S druge strane, u okviru nežive materije javljaju se slučajevi koji zadovolje jedan ili više uslova, ali trenutno ih ne smatramo živima. Čak se i zvijezde rađaju (nastanak zvijezde), razvijaju (promjene u ciklusu unutrašnjih reakcija), hrane (privlače materiju iz okoline) i umiru (tiho se ugase ili sagore u trenutku eksplozija supernove). Nekada u budućnosti ova će definicija biti nadograđena, izmijenjena, ali trenutno je ona na snazi i nema druge nego da je koristimo. I nemojte pasti u zamku razmišljanja da svaki živi organizam možemo lako prepoznati. Ne biste vjerovali šta je sve „živo“ u svijetu oko nas.

Drugi segment života, bitan za ovaj članak, čine gradivni elementi od kojih se sastoji svaka živa jedinka na našoj planeti: ugljik, hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor i sumpor (CHNOPS). Ovih šest elemenata su, koliko je nama poznato, esencijalni za razvoj i održavanje života. Jedini izuzetak od ovog pravila su mikrobi ekstremofili, pronađeni u jednom jezeru na području Kalifornije, koji umjesto fosfora koriste arsen. Za većinu nas ostalih arsen je ipak pretoksičan po metabolizam. Ugljik je neophodan zbog raznovrsnosti tipova hemijskih veza koje ga čine osnovom kompleksnih lanaca različitih molekula. Za njegov eventualni supstitut nominovan je silicijum. Ipak, do danas nije otkriven organizam zasnovan na silicijumu. Hidrogen, nitrogen i oksigen su prisutni u velikim količinama u svemiru i imaju mogućnost vezivanja sa ugljikom radi stvaranja aminokiselina, masti, lipida i sastavnih dijelova DNK i RNK. Sumpor pomaže u kataliziranju reakcija i može biti nadomješten selenom, ali od strane ograničenog broja organizama. Na kraju, fosfor doprinosi metabolizmu, skladišteći energiju unutar molekula polifosfata, energiju koju organizam kasnije koristi za izvršavanje svojih funkcija. Osim ovih „šest veličanstvenih“ u izgradnji živih organizama učestvuje veliki broj drugih elemenata i spojeva, ali kakvu god kombinaciju imali pred sobom u njoj je sadržana prethodno pomenuta osnova. Proučavamo li Svemir u potrazi za životom moguće je da nas tragovi ovih elemenata navedu na pravi put, da nam daju odgovor na pitanje da li smo sami u beskraju.

USLOVI ZA ŽIVOT

Da bi dobili pregledniju sliku uslova potrebnih za stvaranje i održavanje života, iste možemo razvrstati u nekoliko kategorija. Osnovna podjela bi se mogla izvršiti na astronomske i planetarne uslove. Astronomski uslovi odnose se na sve one karakteristike koje posjeduje neka galaksija ili solarni sistem a koji povoljno ili nepovoljno djeluju na razvoj života. S druge strane planetarni uslovi ukazuju na pojave izražene na konkretnom nebeskom tijelu, bilo da je riječ o planeti, mjesecu ili nečemu trećem.

U daljem tekstu ukratko će biti pojašnjeno o čemu je riječ. Veoma značajan pojam u astrobiologiji jeste „nastanjiva zona“ ili „zona Zlatokose“. Znate onu priču u kojoj je Zlatokosoj prva kaša bila pretopla, druga prehladna, ali je treća zdjelica kaše bila baš taman. Na isti način možemo posmatrati značenje udaljenosti planete od matičnog sunca. Priđe li preblizu planeta će primiti velike doze topline i radijacije, štetne po život. Odluta li izvan „zone“ neće imati dovoljno topline niti energije. Zbog toga, gotovo svaka zvijezda ima svoje područje, idealno za smještaj planete s malim živim bićima na njoj. Naravno, i karakteristike zvijezda imaju veliki značaj. One velike svoje gorivo sagorijevaju prebrzo, dok su druge prehladne ili možda nestabilne i pune izboja štetne radijacije. Posmatramo li sve na jednoj većoj skali uvjerićemo se i u značaj položaja Sunca u samoj galaksiji. U galaktičkom centru je poprilična gužva, nešto više zvijezda u odnosu na rubove, češće eksplozije supernovih i rasipanje zračenja iz Supermasivne crne rupe Mliječnog puta, koje efikasno sterilišu okruženje. Ovakvi uslovi znatno umanjuju šanse za preživljavanje živih organizama. Baš kao u nekoj velikoj metropoli, život na periferiji nudi veći mir, manje zagađenja i bezopasnije susjedstvo.

Dalje, unutar samih solarnih sistema poželjno je imati objekt velik poput Jupitera koji bi efikasno „čistio“ područje od asteroida, kometa i drugih lutalica. Takav, masivan džin na sebe bi privukao većinu ovih malih tijela, i tako zaštitio ostale susjede od eventualno fatalnih udara. Ovakav koncept nas dalje vodi do značaja veličine i sastava nastanjivog tijela. Na velikim gasovitim planetama teško je zamisliti floru i faunu sličnu zemaljskoj. Sve navedeno dovodi nas do koncepta zvijezde idealne veličine i starosti, u tačno odgovarajućem dijelu galaksije, sa jednom ili više većih planeta, te manjim stjenovitim planetama u nastanjivoj zoni. Time bi ukratko bilo pojašnjen pojam „astronomskih uslova“. S druge strane, planetarni uslovi su pojave koje se odnose na samu planetu i njenu najbližu okolinu. Naravno ova podjela „astronomski-planetarni“ je proizvoljna jer određene faktore možemo svrstati kako u prvu tako i u drugu kategoriju.

Ranije u tekstu navedene su poželjna veličina i sastav planete, a u dijelu koji je objašnjavao šta predstavlja naseljivu zonu ukazano je na odgovarajuću temperaturu i dovoljnu količinu energije koju objekt prima sa matičnog Sunca. Temperatura je izuzetno značajna zbog održavanja vode u tekućem stanju, a što je, prema našim saznanjima, važan uslov za razvoj složenijih formi života. Voda se može održati u tekućem stanju na nekoliko načina: na površini u rijekama, okeanima i sličnim vodenim tijelima, ispod površine unutar džepova u stjenovitom omotaču, te ispod slojeva leda i slično. Površinska voda zahtijeva atmosferu koja bi sprečavala njeno isparavanje u svemir, ali na tome se ne završava uloga gasovitog omotača planete. Atmosfera svojim ozonskim slojem može pružiti zaštitu od ultraljubičastog zračenja, dati odgovarajuću mješavinu gasova potrebnu organizmima, te pomoći održavanju efekta staklenika. Zahvaljujući efektu staklenika, kao i velikim vodenim površinama sa znatnim kapacitetom toplinske apsorpcije, Zemlja ima stabilne klimatske uslove, bez ekstremnih oscilacija prisutnih na nekim drugim tijelima Sunčevog sistema. Još jedan primjer mogućeg održavanja vode u tečnom stanju su Jupiterovi mjeseci na kojima se nalaze veće količine zaleđene tečnosti. Sama gravitaciona interakcija između planete i satelita stvara dovoljno energije da bi dio vode duboko ispod ledene kore mogao biti tečan. Ovakva pojava može značajno pomjeriti postojeće granice nastanjive zone dalje od matične zvijezde nekog tijela.

Kako je vidljivo iz prethodnog dijela teksta, jedna pojava može imati povoljan uticaj po život na nekoliko načina. Nije samo atmosfera ta koja ima više od jedne funkcije. Okeani, osim svog toplinskog kapaciteta, neprestalnim strujanjem vodenih masa omogućavaju miješanje mineralnih tvari i organskih elemenata. Sličnu funkciju nalazimo i kod tektonskih aktivnosti. Uzdizanje ili propadanje tla, zemljotresi i pomjeranje tektonskih ploča, izmjenjuju površinske materije sa onima iz dubina, stalno reciklirajući koru planete. Na ovaj način se i oscilacije ugljen-dioksida u atmosferi znatno ublažavaju. Prethodno pobrojanim faktorima dodajmo obavezno prisustvo CHNOPS atoma kao i nekih drugih težih elemenata. Imajući na umu sve pobrojano, možemo reći da smo sačinili bazičnu listu uslova neophodnih za nastanak i održavanje života na nekom tijelu u Svemiru.

Piše: Adnan Popara

LITERATURA

1. Krauss M. L. (1995.). The Physics of Star Trek. Basic books, United States
2. „Could we survive without our planet?“ (Space.com)
3. „What are the Ingredients of Life“ (Livescience.com)
4. „What Are The Requirements For Life To Arise And Survive?“ (Las Cumbres Observatory)
5. „Conditions That Support Life“ (Genetic Science Learning Centre Utah)
6. „Q&A: The 5 Ingredients Needed for Life Beyond Earth“ (National Geographic)
7. Department of Astronomy, The Ohio State University –Astronomy 161: Lecture 46: Are We Alone? Life in the Universe
8. „Circumstellar habitable zone“ (Članak na Wikipediji)

LINKOVI

1. http://www.space.com
2. http://www.livescience.com
3. https://lco.global
4. http://learn.genetics.utah.edu/
5. http://www.nationalgeographic.com/
6. https://astronomy.osu.edu/
7. https://en.wikipedia.org/