ΡΟΥΛΑ ΠΑΠΠΑ-ΣΟΥΛΟΥΝΙΑ
Ειμαστε μόνοι στο σύμπαν; Μπορεί να υπάρχει ζωή σε άλλους πλανήτες; Η ύπαρξη της ζωής στη Γη είναι μοναδικό η τυχαίο γεγονός; Αυτά αποτελούν προαιώνια ερωτήματα του ανθρώπου! Η απάντησή τους θα αλλάξει τις αντιλήψεις μας για τη θέση μας στο σύμπαν, με πρώτη τη θεολογική θεώρηση της ζωής.
Ο βόρειος πόλος του Αρη είναι καλυμμένος με πάγο διοξειδίου του άνθρακα και νερού. Λόγω του μικρού μεγέθους του, η ατμόσφαιρα είναι πολύ λεπτή Ο βόρειος πόλος του Αρη είναι καλυμμένος με πάγο διοξειδίου του άνθρακα και νερού. Λόγω του μικρού μεγέθους του, η ατμόσφαιρα είναι πολύ λεπτή Μια νέα ερευνητική προσπάθεια για ανίχνευση ζωής στον Αρη βρίσκεται σε εξέλιξη και αναμένεται να αποφέρει νέες σημαντικές επιστημονικές ανακαλύψεις αλλά και τεχνολογίες. Ουσιαστικά είναι η συνέχεια της διαστημικής αποστολής «Viking», το 1976, που απέβη άκαρπη.
Σε αυτή την ερευνητική ομάδα συμμετέχει και ο έλληνας επιστήμονας Χρ. Γεωργίου (καθηγητής Βιοχημείας στο Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών), μαζί με τους κορυφαίους επιστήμονες Chris McKay (αστρογεωφυσικός στο Ames Research Center, Space Science Division, της NASA) και Henry Sun (αστρομικροβιολόγος στο Desert Research Institute στο Las Vegas των ΗΠΑ).
Κοινό παρελθόν
Αλλά γιατί ο Αρης έχει επικεντρώσει τόσο το ενδιαφέρον των επιστημόνων;
Πρώτα από όλα βρίσκεται κοντά μας, απέχει μιάμιση φορά από τον Ηλιο απ' ό,τι η Γη, και επιπλέον τότε που δημιουργήθηκαν και οι δύο πλανήτες -πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια- επικρατούσαν οι ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες. Αφού λοιπόν οι συνθήκες αυτές επέτρεψαν την εμφάνιση της ζωής στον πλανήτη μας, γιατί όχι και στον Αρη;
Προγενέστεροι αστρονόμοι νόμιζαν ότι ο Αρης διασχιζόταν από αρδευτικά κανάλια και ότι είχε βλάστηση. Διαψεύστηκαν, όμως, εκατό χρόνια αργότερα, το 1964, όταν το διαστημόπλοιο «Mariner 4» αντίκρισε έναν άγονο Κόκκινο Πλανήτη χωρίς ίχνη νερού και ζωής. Το ερώτημα, όμως, παρέμενε: Μήπως υπάρχει πρωτόγονη ζωή κρυμμένη στο χώμα του Αρη;
Απάντηση προσπάθησε να δώσει η NASA με την αποστολή «Viking»: Προσεδάφισε στον Αρη δύο οχήματα για επιτόπου πειράματα. Ενα από αυτά εντόπισε κάποια δραστηριότητα στο χώμα, που έδειχνε να είναι βιολογικής προέλευσης. Συγκεκριμένα, αρειανό χώμα ανακατεύτηκε με τροφή για μικρόβια, που, αν υπήρχαν εκεί τότε, θα τη μετέτρεπαν σε διοξείδιο του άνθρακα.
Οι τέσσερις επιστήμονες στην «Κοιλάδα του θανάτου», στην έρημο Μοτζάβε των ΗΠΑ. Εκεί επικρατούν ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες με αυτές του Αρη και μπορούν να διεξαχθούν διάφορα πειράματα. Οι τέσσερις επιστήμονες στην «Κοιλάδα του θανάτου», στην έρημο Μοτζάβε των ΗΠΑ. Εκεί επικρατούν ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες με αυτές του Αρη και μπορούν να διεξαχθούν διάφορα πειράματα. Πράγματι, το χώμα απελευθέρωσε διοξείδιο του άνθρακα. Οχι, όμως, από μικρόβια, γιατί ένα άλλο πείραμα της αποστολής «Viking» δεν βρήκε σε αυτό οργανικό άνθρακα, δηλαδή το χημικό υλικό από το οποίο είναι φτιαγμένη η ζωή.
Σήμερα, οι επιστήμονες θεωρούν ότι η «Viking» εντόπισε στο αρειανό χώμα χημική και όχι βιολογική δραστηριότητα. Υποθέτουν βάσιμα ότι το χώμα του Αρη πρέπει να περιέχει κάποιους ισχυρούς χημικούς οξειδωτές που διέσπασαν την τροφή σε διοξείδιο του άνθρακα, και οι οποίοι εμποδίζουν την ανάπτυξη ζωής στην επιφάνειά του.
Στις τρεις δεκαετίες που μεσολάβησαν από την αποστολή «Viking» πολλά διαστημόπλοια στάλθηκαν στον Αρη. Τα στοιχεία για την ιστορία του Κόκκινου Πλανήτη ενισχύουν τις υποψίες των επιστημόνων για ύπαρξη ζωής.
Ακραίες συνθήκες
Η θερμοκρασία του κυμαίνεται από -143 (στους πόλους) έως +27 (στον Ισημερινό) βαθμούς Κελσίου. Η λεπτή και αραιή ατμόσφαιρά του (έχει το 1% της ατμοσφαιρικής πίεσης της Γης) αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα (95%), με λίγο οξυγόνο (0,13%) και ίχνη νερού (0,021%), ενώ συνταράσσεται συχνά από θύελλες σκόνης.
Η δε υπεριώδης ακτινοβολία και το οξειδωτικό στρώμα σκόνης στην επιφάνειά του την κάνουν θανάσιμο μέρος για την ανάπτυξη ζωής.
Η διαφορά μεγέθους Γης και Αρη. Η διαφορά μεγέθους Γης και Αρη. Ομως, ο Αρης δεν ήταν έτσι στο παρελθόν. Τα μεγάλα κανάλια, τα δίκτυα ποταμών και τα παραμορφωμένα λόγω νερού στρώματα ιζημάτων που φαίνονται στην επιφάνειά του δείχνουν ότι τα πρώτα μισό δισεκατομμύριο χρόνια της ζωής του ήταν ζεστός και υγρός, με πυκνή ατμόσφαιρα παρόμοια με της πρώιμης Γης.
Μετά, έχασε την περισσότερη από την αρχική ατμόσφαιρά του λόγω της μικρής βαρύτητάς του (σχεδόν 2,5 φορές μικρότερη της Γης).
Σήμερα, οι πόλοι του είναι καλυμμένοι με παγωμένο διοξείδιο του άνθρακα και νερό, συστατικά που θα μπορούσαν να συντηρήσουν ζωή.
Ολα αυτά κάνουν τους επιστήμονες να υποστηρίζουν ότι θα μπορούσε να είχε εμφανιστεί ζωή στον πρώιμο Αρη. Υποθέτουν ότι σήμερα πιθανόν να επιβιώνουν εκείνα τα είδη ζωής που προσαρμόστηκαν καλύτερα για να προφυλάσσονται από τις ακραίες συνθήκες οι οποίες επικρατούν στην επιφάνειά του.
Πειράματα στη Γη
Ετσι, εξάλλου, κάνουν και οι μικροοργανισμοί που ζουν στη Γη σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες σαν του Αρη, όπως αυτές που επικρατούν στις ερήμους Μοτζάβε στη Νεβάδα των ΗΠΑ και Ατακάμα στη Χιλή και Ανταρκτική.
Αυτά υποστηρίζει ο Chris McKay που ερευνά την αστρική εξέλιξη της ζωής. Μάλιστα, συμμετείχε σε διαστημικές αποστολές της NASA όπως στην εξερεύνηση του Τιτάνα με το διαστημικό σκάφος «Huygen» το 2005, και του Αρη με τα σκάφη «Phoenix» και «Science Landers» το 2008 και το 2009, αντιστοίχως.
----------------
Chris McKay*
Στην ουσία, το θεμελιώδες ερώτημα που ερευνά η Αστροβιολογία είναι αυτό που ονομάζω «δεύτερη γένεση» και εκεί εστιάζεται το ερευνητικό μας ενδιαφέρον. Στο ηλιακό μας σύστημα το πιο πιθανό μέρος μιας δεύτερης γένεσης είναι ο Αρης, έτσι στόχος μας είναι να πάμε εκεί, να ψάξουμε για αποδείξεις ύπαρξης ζωής και να δείξουμε αν αυτή η ζωή αποτελεί, ή όχι, μια δεύτερη ανεξάρτητη προέλευση ζωής.
*Ενα συγκεκριμένο πεδίο στο οποίο επί του παρόντος εργαζόμαστε είναι η χημική δραστικότητα του εδάφους. Και διαπιστώνουμε, πράγματι, τέτοια δραστικότητα από την ύπαρξη μεταλλικών υπεροξειδίων σε εδάφη ερήμων όπως της Μοτζάβε και της Ατακάμα.
*Προσπαθούμε να κατανοήσουμε τον τρόπο δημιουργίας αυτών των υπεροξειδίων γιατί θα μας βοηθήσει να μάθουμε τι συμβαίνει στον Άρη, και πού πρέπει να πάμε για να βρούμε αποδείξεις ύπαρξης πρωτόγονης ζωής.
Η εξαιρετική σημασία της ενδεχόμενης ύπαρξης τοξικών για τη ζωή χημικών οξειδωτών στον Αρη, έκανε εμένα και τον συνεργάτη μου Δρα Henry Sun να στραφούμε στον ειδικό σε αυτούς Δρα Χρήστο Γεωργίου.
*Είμαστε πολύ χαρούμενοι που δέχθηκε να συμμετάσχει στην ερευνητική ομάδα μας, διότι ήδη εντόπισε τοξικούς για τη ζωή οξειδωτές σε εδάφη των ερήμων Μοτζάβε και Ατακάμα. Μαζί με τη χημεία αυτών των περιβαλλόντων, μελετάμε και τη ζωή που συντηρούν. Το πώς αυτή η ζωή επιβιώνει σε πολύ ξηρά περιβάλλοντα, τα πιο ξηρά, τα πιο θερμά και τα πιο κρύα στη Γη.
*Το ερευνητικό μας πρόγραμμα είναι διττό: Πρώτον, είναι χημικό προκειμένου να κατανοήσουμε τη φύση του χώματος και των οξειδωτών, πώς καταστρέφουν την οργανική ύλη της ζωής και πού αυτή θα μπορούσε να επιβιώσει. Δεύτερον, είναι βιολογικό για να μάθουμε πώς η ζωή επιβιώνει σε ξηρό περιβάλλον, σε ζεστές και κρύες ερήμους και πώς αυτά θα μας βοηθήσουν να ψάξουμε για αποδείξεις ζωής στον Αρη.
*Ο CHRIS MCKAY είναι αστρογεωφυσικός στο Ames Research Center, Space Science Division της NASA.
Χρήστος Γεωργίου*
Επισκέφθηκα τον ερευνητικό σταθμό Zzyzx Station στην έρημο Μοτζάβε μαζί με τον μεταπτυχιακό μου φοιτητή Κων. Γκρίντζαλη έπειτα από πρόσκληση των Chris McKay και Henry Sun, με τους οποίους συνεργάζομαι από το 2006.
Η έρημος αυτή προσφέρεται για πειράματα ανίχνευσης ζωής και παρεμποδιστικών γι' αυτήν οξειδωτικών χημικών ουσιών, που η ομάδα μας σχεδιάζει να κάνει σε αυτόν τον πλανήτη σε κάποια μελλοντική διαστημική αποστολή.
*Συγκεκριμένα, σχεδιάζουμε δύο πειράματα: Το πρώτο και τα ειδικά ερευνητικά όργανα σχεδιάζονται από τους δύο προαναφερθέντες συναδέλφους, προκειμένου να εντοπιστεί ζωή στην επιφάνεια του Αρη με μεθόδους πιο ακριβείς από αυτές που χρησιμοποιήθηκαν στην ανεπιτυχή στο θέμα αυτό αποστολή «Viking» το 1976.
Εδώ συμμετέχει και ο πρωτοπόρος ερευνητής της NASA Gilbert V. Levin που σχεδίασε το πειραματικό σκέλος της αποστολής «Viking». Βέβαια, μιλάμε μόνο για πρωτόγονη ζωή, δηλαδή για μικρόβια, κυρίως βακτήρια.
*Το δεύτερο πείραμα και οι απαραίτητες ερευνητικές συσκευές του, που είναι κάτι το νέο, σχεδιάζονται από το εργαστήριό μου προκειμένου να εντοπιστούν και να μετρηθούν στο χώμα και την ατμόσφαιρα του Αρη χημικοί οξειδωτές (π.χ. σαν το οξιζενέ) που εμποδίζουν την εμφάνιση ζωής. Κάποιοι από αυτούς τους οξειδωτές θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σαν σημάδια για την ανεύρεση νερού στον Αρη επειδή το χρειάζονται για να σχηματιστούν.
*Με αυτά τα δεδομένα θα μπορούμε να επιλέγουμε περιοχές στον Αρη με μεγαλύτερη πιθανότητα ύπαρξης ζωής, μια που αυτή απαιτεί τόσο την ύπαρξη νερού όσο και την απουσία τοξικών οξειδωτών. Η ανακάλυψη πρωτόγονης ζωής στον Αρη θα απαντήσει και στο ερώτημα αν είμαστε απόγονοί της ή αν εμφανίστηκε εκεί ανεξάρτητα από τη ζωή στη Γη. Αν βασίζεται στο DNA, θα αρκεί μια σύγκρισή του με το DNA οργανισμών της Γης.
*Ο ΧΡΗΣΤΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΥ είναι καθηγητής Βιοχημείας στο τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών.
Henry Sun*
Μελετούμε μικροοργανισμούς στην έρημο Μοτζάβε, όπου επικρατούν ακραίες κλιματολογικές συνθήκες παρόμοιες με αυτές του Αρη, προκειμένου να μάθουμε πώς η ζωή θα μπορούσε να υπάρξει και στον Αρη.
*Ο λόγος που διερωτώμεθα αν υπάρχει ζωή τον Αρη είναι διότι σε αυτόν τον πλανήτη όπως και στη Γη, μετά τη δημιουργία τους πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια, επικρατούσαν παρόμοιες περιβαλλοντικές συνθήκες. Γνωρίζουμε ότι η ζωή ξεκίνησε στη Γη, αλλά είναι πολύ πιθανό να ξεκίνησε και στον Αρη. Είναι επίσης πιθανό η ζωή να πρωτοξεκίνησε στον Αρη και να ταξίδεψε στη Γη με κάποιο αρειανό μετεωρίτη, και υπό αυτή την έννοια θα μπορούσαμε να θεωρούμαστε Αρειανοί. Η ζωή ξεκίνησε και επιβίωσε στη Γη και εξακολούθησε να αναπτύσσεται μέχρι σήμερα.
*Ο Αρης, όμως, σε αυτό το διάστημα έχασε σταδιακά την ατμόσφαιρά και το νερό του λόγω της μικρής βαρύτητάς του. Ετσι, έγινε πολύ κρύος και σήμερα επικρατεί εκεί ένα πολύ ακραίο περιβάλλον. Ομως, εξακολουθούμε να θεωρούμε ότι υπάρχει πιθανότητα να ζουν σήμερα ορισμένοι μικροοργανισμοί σε αυτόν τον πλανήτη.
*Μικροοργανισμοί που έμαθαν να προσαρμόζονται σε ακραία περιβάλλοντα, όπως λόγου χάριν οι μικροοργανισμοί της ερήμου Μοτζάβε που έμαθαν να ζουν π.χ. μέσα σε πέτρες και στρώσεις αλατιού. Και αυτό το μικροπεριβάλλον τούς προστατεύει από τις ακραίες κλιματικές συνθήκες που επικρατούν έξω και τους επιτρέπει να πολλαπλασιάζονται.
*Αυτές είναι οι μορφές ζωής που μελετάμε στην έρημο, χρησιμοποιώντας την σαν μοντέλο για να κατανοήσουμε την οικολογία του Αρη, και επίσης για να καθορίσουμε τι είδους όργανα και στρατηγικές εντοπισμού ζωής πρέπει να χρησιμοποιήσουμε σε διαστημικές αποστολές ανεύρεσής της σε αυτόν τον πλανήτη.
*Ο HENRY SUN είναι αστρομικροβιολόγος στο Desert Research Institute στο Λας Βέγκας των ΗΠΑ.
ΡΟΥΛΑ ΠΑΠΠΑ-ΣΟΥΛΟΥΝΙΑ ΕΛΕΥΘΕΡΟΤΥΠΙΑ 26/04/2009
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου