Astrobiologia: mitä se on, ja mihin sitä tarvitaan?
Tieteenalana astrobiologia syntyi noin 6o vuotta sitten – tuohon aikaan tosin vielä nimikkeellä exobiologia, jonka nimisenä outojen elämänmuotojen tutkimus otettiin Yhdysvaltojen vasta-perustetun ilmailu- ja avaruustutkimusjärjestön NASA:n tutkimusohjelmaan. Vuonna 1995 outojen elämänmuotojen ja niiden elinympäristöjen tutkimushankkeet keskittyivät NASAn hallinnossa uuteen englanninkieliseen tutkimusohjelmaan nimeltä astrobiologia. Vuonna 1997 tämän tutkimusohjelman edistämiseksi perustettiin NASAn astrobiologian instituutti (NAI), joka nykyään sijaitsee hajautettuna yhteensä yhteentoista eri tutkimuslaitokseen ja rahoittaa noin 500 tutkijaa (https://www.nasa.gov/50th/50th_magazine/astrobiology.html).
Euroopan puolelle astrobiologia-niminen poikkitieteellinen tutkimustapa rantautui 2000-luvun alussa, ja sitä tehdään täällä nyt hyvin aktiivisesti sekä ESA:ssa, monien maiden avaruustutkimuskeskuksissa, samoin kuin monissa yliopistoissa ja erillisissä astrobiologiakeskuksissa. Näiden yhteistyöverkostona on nyt käynnistymssä uusi Euroopan astrobiologiainstituutti (EAI) –niminen yhteistyöjärjestö (http://europeanastrobiology.eu/index.html)
Aikoinaan astrobiologinen tutkimusintressi ei suinkaan syntynyt tyhjästä, vaan 60-luvun keskeisten tieteellisten haasteiden innoittamana. Joitakin vuosia aikaisemmin Stanley Miller ja Harold Urey olivat osoittaneet että joitakin elämän perusmolekyylejä, eli aminohappoja, syntyi suhteellisen helposti erilaista orgaanisista kaasuista. Tämän seurauksena useat kemistit (mm. Leslie Orgel, Albert Eschenmoser, Christian de Duve, James Ferris, Gerald Joyce, Steven Benner) koettivat kiihkeästi selvittää myös elämän toisen keskeisen rakennusaineen eli nukleotidien syntyä elottomista lähtöaineista, ja niiden spontaania ketjuuntumista. Elämän alkuperän selvittäminen tuli myös yhdeksi NASAn tutkimustavoitteeksi
Myös muilla tieteenaloilla oltiin tuolloin suurten ja perustavaa laatua olevien kysymysten äärellä. Tuohon aikaan vielä yleisesti uskottiin että aurinkokunnan muilla planeetoilla, ja erityisesti Marsissa, todennäköisesti olisi olemassa jonkinlaista elämää. Planeettakunnan muiden taivaankappaleiden havainnointi ja tutkimus olikin yksi nuoren avaruustutkimusjärjestön keskeisiä tavoitteita. Maan ulkopuolisen elämän etsiminen linkittyi luonnollisesti kysymykseen siitä, miten ja millaisissa olosuhteissa tuntemamme elämä on syntynyt. Edelleen voitiin ihmetellä, olisiko elämää voinut syntyä myös planeettakunnan muilla planeeetoilla, ja jos olisi, niin olisiko siellä syntynyt elämä samanlaista kuin täällä. Myös pohdittiin, olisiko elämä saattanut siirtyä taivaankappaleelta toiselle, ja olisiko elämä kenties yleistä myös avaruuden syvyyden muissa aurinkokunnissa.
Elämälle mahdollisten – tai mahdottomien – olosuhteiden kartoitus omassa planeettakunnassamme onkin edennyt huimaa vauhtia NASAn erilaisten luotain-ohjelmien myötä. Vuonna 1962 alkaneet Mariner-luotaimet kuvasivat Marsin pintaa ensin ohi-lennoilta, ja sitten myös kiertaradalta käsin. Vuonna 1976 lentäneet Viking I ja II luotaimet myös kuvasivat Marsia sen kiertoradalta käsin, ja lähettivät myös laskeutujat planeetan pinnalle analysoimaan sen koostumusta ja etsimään elämää pintakerroksista. Vuoden 1992 jälkeen Marsin kiertoradalle on lentänyt yhteensä kahdeksan tutkimusluotainta, ja planeetan pinnalle on laskeutunut kuusi mönkijä-robottia kartoittamaan sen pinnan päällisiä ja alaisia olosuhteita.
Vuonna 1977 laukaistut Voyager 1 ja 2 luotaimet taas kiersivät planeettakunnan suuria ulkoplaneettoja ja niiden kuita, samoin 1990-luvulla lentänyt Galileo-missio ja 2010 –luvulla lentänyt Juno-missio kartoittivat Jupiter-planeettaa ja sen kuita, ja erityisesti Europa-kuun rakennetta ja sen pinnanalaista merta. Vuosina 1997 – 2017 lentänyt Cassini luotain kiersi Saturnus-planeettaa ja sen kuita, ja sen kuljettama Huygens-luotain laskeutui tutkimaan Titan-kuun pintaa ja ilmakehää. Vuonna 2006 laukaistu New Horizons lento taas saavutti tutkimuskohteensa kääpiöplaneetta Pluton noin kymmenen vuotta kestäneen lennon jälkeen, ja jatkoi sitten matkaansa kartoittamaan vielä paljon kauempana kiertäviä Kuiperin vyöhykkeen kappaleita. Viimeisin avaruusluotain, nimeltä Parker, laukaistiin elokuussa 2018 ja on nyt saapunut Auringon lähietäisyydelle tutkimaan koronaa, koronapurkauksia ja aurinkotuulta.
Näiden luotainten lähettämät tulokset ja kuvat ovat tuoneet ihmiskunnalle valtavan paljon tietoa ja käsitystä planeettakunnan muista taivaankappaleista ja niiden hämmästyttävistä olosuhteista. Nyt tiedetään että Marsin pinta on täysin kuiva ja karu ympäristö joka ei voi pitää yllä elämää. Toisaalta, sen pinnanmuodoista ja maaperän kemiasta on voitu päätellä että sen pinnalla on aikaisemmin ollut runsaastikin nestemäistä vettä, ja siellä on saattanut olla hyvinkin suotuisat olosuhteet elämän olemassaololle. Pinnalla, ja myös pinnan alla esiintyy yhä vettä jään muodossa, ja pinnan alla esiintyy myös merkittäviä määriä nestemäisiä suolaisia liuoksia, ja on mahdollista että nämä ympäristöt voivat yhä vieläkin pitää yllä jonkinlaisia mikrobisia elämänmuotoja. Myös aurinkokunnan jättiläisplaneettojen Jupiterin ja Saturnuksen kuilla (Europa, Titan, Enceladus) tiedetään olevan pinnanalaiset vesi-valtameret, ja myös nämä ympäristöt saattavat olla elämälle kelvollisia elinympäristöjä – ja siksi ne ovat hyvin kiintoisia tulevaisuuden tutkimuskohteita.
Muille taivaankappaleiden tutkimuksen ohella myös Maan omalle kiertoradalle, samoin kuin Kuuhun suuntautuneet avaruuslennot ovat tuottaneet ihmiskunnalle valtavasti tietoa Maan ja Kuun historiasta, avaruusolosuhteista, avaruusolosuhteiden vaikutuksesta moniin biologisiin lajeihin, sekä avaruuslentojen teknologiasta. Lähiavaruus on ollut uusi territorio, jonka ihmiskunta on näiden lentojen ja pysyvien avaruusasemien myötä valloittanut omaksi tutkimuskentäkseen.
Maan ulkopuolisten olosuhteiden kartoittamisen ohella outojen elämänmuotojen tutkimus on edennyt huimasti myös täällä maan päällä. Vuonna 1977 Carl Woesen ja George Foxin tutkimusryhmä löysi Maan eliökunnan kolmannen päähaaran, arkeonit, ja sittemmin tähän yksinkertaiseen prokaryoottiseen päähaaraan kuuluvia uusia lajeja on löydetty hyvin erikoisista, sekä kuumista, kylmistä että happamista, emäksisistä ja hapettomista olosuhteista. Viime vuosien aikana Thijs Etteman ryhmä on osoittanut että hyvin rikas ja runsas arkeonien eliökunta esiintyy esimerkiksi syvän meren hapettomissa sedimenteissä. Sama ryhmä on osoittanut että tumallisten eliöiden päähaara on läheistä sukua Lokiarkeota –nimisen, meren pohjan sedimenteissä elävän arkeonisuvun kanssa. Bakteereiden ja arkeonien valtavan suuri lajirikkaus näyttää nyt kattavan valtaisan enemmistön maapallolla elävästä eliökunnasta, niin että meidän tumallisten eliöiden osuudeksi jää ehkä vain noin yksi prosentti koko lajistosta.
Myös elämän alkuperän suuret kysymykset ovat alkaneet selviämään viimeisimpien vuosien aikana. Erityisesti John Sutherlandin, Jack Zostakin, Ernesto Di Mauron ja Raffaelo Saladinon tutkimusryhmät ovat osoittaneet että juuri elämän käyttämiä nukleotidi-analogeja saattaa syntyä spontaanisti vetysyanidi- ja formamidikemian tuotteina, mm. UV-valon ja muiden voimakkaiden energialähteiden aktivoimina. Mm. Samanta Pinon, Judit Sponerin ja Phil Hollingerin ryhmät ovat osoittaneet että nukleotidit pystyvät spontaanisti polymeroitumaan, ainakin jonkin verran, joko konsentroituneissa pitoisuuksissa tai jäisissä olosuhteissa. Armen Mulkidjanianin ryhmä taas on oivaltanut että kaikille soluille tyypillinen sytoplasman koostumus on saattanut alunperin syntyä vain sellaisilla vulkaanisilla kentillä, missä vulkaanisten kaasujen sisältämät ionit konsentroituvat mineraalipinnoilla ja liuoksissa haihdunnan seurauksena.
Edellä mainittujen ja monien muiden aiheiden kautta astrobiologian tutkimus on huimasti lisännyt ymmärrystämme siitä mitä elämä on, miten se on saattanut alkaa täällä Maa-planeetalla, missä vaiheessa se ilmestyi tänne, miten se on kehittynyt aikojen kuluessa ympäristöolojen ohjaamana, ja miten se itse on vaikuttanut planeetan olosuhteisiin. Astrobiologia on myös selvittänyt millaisiin äärioloihin tämä meidän tuntemamme elämänmuoto pysytyy sopeutumaan.
Astrobiologian tämän hetkisiä suuria tutkimuskohteita on hakea mikroskooppisia elämänmuotoja elinkelpoiselta lähiplaneetalta tai jättiläisplaneettojojen kuilta, sekä hakea elämän tunnusmerkkejä kaukaisilta eksoplaneetoilta. Näiden tutkimusten kautta meille selvinnee joidenkin aikojen kuluessa se, onko Maan päällä esiintyvän elämän kaltainen ilmiö maailmankaikkeudessa yleinen, vaiko harvinainen, vaiko peräti ainoa minkä voimme havaita.
No entä, mitähän hyötyä tällaisesta tutkimuksesta sitten lienee tässä perinteisemmässä luonnontieteen kentässä?
Mielestäni se tieteenala joka auttaa meitä hahmottamaan tätä muuttuvaa maailmaa, sen erilaisten tekijöiden vuorovaikutuksia, syitä ja seurauksia, sekä koko tuntemamme eliökunnan ja myös älykkään lajin eli ihmisen asemaa ajassa, pitkällisen evoluution ja ympäristöolosuhteiden tuotteena. Se antaa meidän ihmetellä ja ihastella maailman monimutkaisuutta, ja elävien lajien monimuotoisuutta ja sopeutuvuutta. Se on tieteenala, jossa ollaan uusien näköalojen ja suuremman perspektiivin äärellä, kuin mitä perinteiset tuttujen aiheiden tutkimusalat tarjoavat.
Se koettaa vastata kysymykseen ”who we are”, tai kysymyksiin ”Keitä me olemme, mistä me tulemme, mihin me menemme?”. No, tätä voi tietenkin väheksyä siksi että tämähän ei ole enää pelkästään luonnontiedettä, vaan myös filosofiaa, ja myös monien taitelijoiden elämäntyötä ajava peruskysymys. Toivoisin että tälle kiehtovalle tieteenalalle löytyisi tilaa myös Suomesta.
Hyvää tulevaa vuotta teille toivotellen…
Hahmottelen skenaariota, tässä ei ole juurikaan uutta. Fosfaatti rikastuu merenpohjaan jollain tavalla. Paikka nousee tulivuorisaareksi, vulkaaniseksi kentäksi. Sadevedessä on mukana formamidia, joka rikastuu lätäköihin, koska vulkaaninen lämpö haihduttaa niistä vettä. Kentälle putoaa komeetta, joka tuo mukanaan orgaanisia aineita, mm. glykoaldehydiä, josta syntyy formaldehydin kanssa riboosia. Aurinko välillä paistaa, ja UV-säteilyä on.
… jotenkin noin, varmaankin, mutta ei ehkä ihan noin rauhallisesti. HCN:n tuottaminen vaatii suuria energioita. Synteesireaktiot vaativat yli 1000 asteen lämpötiloja, voi syntyä ilmakehässä esim. impaktien kuumuudessa (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5524942/) — mutta ilmeisesti syntyy myös UV-valossa avaruudessa….
Joo HCN vaatii energiaa mut sitä vois syntyä ilmakehässä pitemmän ajan kulessa eri mekanismeilla: impaktit, salamat, tulivuoret, ehkä UV. Sitä tulee sadeveden mukana alas, sitten vasta lämmminlammikoissa rikastuu.
Niinkin. Noista ihan varhaisen maan olosuhteista ei ole olemassa kiinteää todistusaineistoa — ei siitä kuinka tiheää tai ajoittaista/harvinaista oli meteoriittipommitus, kuinka paljon myrskysi ja salamoi — voi vain olettaa että molempia oli enemmän. Vai oliko? Ainakin Maa pyöri hyvin tiuhaan ja vuorovedet olivat hyvin korkeat – olisivatko nämä aiheuttaneet isoja lämpötilagradietteja ?? Tulivuoritoiminta teki vulkaanista salamointia –luulisi että se olisi ollut aika voimallista kun Maan sisukset olivat vielä niin kuumat …silti sekin on voinut olla vain hyvinkin ajoittaista. Eihän edes planeetan lämpötilaa tiedetä – oliko se kuuma, sula vaiko jäinen — joka riippuisi lähinnä kasvihuonekaasujen määrästä, joka sekin varmaan vaihteli tuon tulivuoriaktiivisuuden mukaan…Siis, eipä ole varmaa tietoa elämän synnyn paikallisista olosuhteista. Ne saattoivat vaihdella aika lailla Hadeisen eonin kuluessa. Mutta kuivan maan päällä tuo prosessi ilmeisesti kuitenkin tapahtui.
Ja sit HCN:n häviömekanismeja ei tiedetä. Tiedetään vaan että ilmakehä oli hapeton, minkä takia hävis varmaan paljon hitaammin kuin nykyilmakehässä. Hidaskin tuotto riittää silloin jos ainetta ei häviä.
Astrobiologian tutkimusta voi motivoida hyötynäkökohdillakin. Esimerkiksi jos aurinkokunnassa olisi elämää jollain taivaankappaleella, pitäisi suhtautua varoen sieltä peräisin oleviin meteoriitteihin. Tämä myös ja erityisesti silloin jos kyseinen elämä olisi sinne aikoinaan Maasta levinnyttä. Osa asteroideista on heitteleitä Maasta, ja niissä on ollut elämää. Ei liene täysin poissuljettua etteikö asteroidivyöhykkeellä voisi olla tuollaista elämää vielä jäljelläkin jonkin vesipitoisen kappaleen uumenissa.
… joo, kyllä kait maasta lähtenyttä elämää voi olla karkuteillä muualla planettakunnassa, jossakin noissa vesivaltamerissä. Mutta että voisiko se palata tänne — no ehkä voisi, mutta se on kyllä sitten sellainen ”Force Majeure” joka ei ole ihmisen hallittavissa.
Niinpä. Totta puhuen, todennäköisyys sille että Maasta sinkoututta elämää olis vielä jossain jäljellä, elävässä muodossa, taitaa olla aika pieni.
Mutta mielenkiintoisempaa olis seuraava. Mars-meteoriitteja tunnetaan 214, Maa-meteoriitteja ei vielä yhtään. Maa-meteoriitti olis aikakapseli jossa olis sisällä kuolleita mikrobeja ajalta jolloin heittele sinkoutui. Sellainen vois olla tieteellisesti aika arvokas, jos olis riittävän vanha.
Maa-meteoriitit on varmaan harvinaisempia kuin Mars-meteoriitit, koska Maan pakonopeus on suurempi ja ilmakehä paksumpi niin että heitteleiden synty vaatii isomman törmäyksen kuin Marsin tapauksessa. Toisaalta sitten kun sellainen tapahtuu, heitteleitä syntyy aika paljon kerralla, ja niissä kaikissa lentää mukana mikrobeja – kuolleita, mutta todennäköisesti hyvin säilyneitä. Kun Mars-meteoriitteja tunnetaan noin monta, ei tunnu mahdottomalta että Maa-meteoriittejakin vois olla nollasta poikkeava määrä. Niiden tunnistaminen vaan taitaa olla vaikeeta koska ne näyttää samalta kuin Maan kivet. Paitsi että niissä sulamisjäljet ym. meteoriitin tunnusmerkit. Etelämantereelta luulis että sellaisia vois pystyä löytämään, koska muita kiviä siellä ei ole paitsi meteoriittikiviä.
Nuo Maa-meteoriitit ovat voineet olla kaikista tärkeimpiä elämän säilymisen kannalta, ainakin jos elämää on ollut olemassa jo siinä vaiheessa kun Maahan tuli niitä kaiken-steriloivia isoja impakteja. Niiden mukana nimittäin saattoi nuosta merkittävä määrä mikrobeja tähän läheisille kiertoradoille, turvaan, siksi aikaa kun Maan pinta kiehui tai suli kokonaan…
Sellaisia kokonaan sulaneita ja lasittuneita maasta lentäneitä kappaleita tunnetaan paljonkin, nimellä tektiitti (https://en.wikipedia.org/wiki/Tektite). Harrykin veti yhden sellaisen kätköistään saman tien kun kyselin häneltä näistä…
Eli iso muinainen impakti –> isohko heittele –> onnella lentää stabiilille radalle –> säilyy siellä pitkään koska säteilypaine ei vaikuta paljon koska iso (on siellä varmaan vieläkin) –> myöhemmin saa osuman ja pinnasta irtoaa pienempi meteoriitti –> meteoriitin rata muuttuu säteilypaineen takia –> onnella meteoriitti osuu Etelämantereelle ja löydetään. Mikä on todennäköisyys, en tiedä. Mutta tiedetään että Mars-meteoriitteja tunnetaan yli 200, Venus-meteoriitteja varmaan ei yhtään (mikä ei ole ihme esim. kun kaasukehä niin paksu).
Toisaalta on varmaa että Maasta on sinkoutunut heitteleitä, ja niissä on varmasti ollut mukana mikrobeja. Epävarmaa on vain se kuinka moni heitteleistä on välttänyt törmäyksen johonkin planeettaan, mutta luulisi että niitä joitakin on. Eli heitteleet mikrobeineen ovat siellä jossakin, ne pitäisi vain löytää, tunnistaa ja tutkia.
Ja sitten, jos ei haluta kahlata läpi koko asteroidivyöhykettä vaan halutaan etsiä meteoriitteja eritoten Maasta, pitää olla tuuria jotta heitteleestä on irronnut myöhemmin palanen joka on sattunut osumaan Maahan, ja siellä Etelämantereelle, aikana jolloin siellä on ollut jäätikkö. Tai aavikolle.
Kaikista parhaiten Maasta lentäneitä roiuskeita/heitteitä löytyisi varmaankin Kuusta.
kuitenkin, en tiedä onko nuo pois-lentäneet roiskeet mitenkään erityisen törkeitä, kun (mikro)fossiilejakin löytyy kuitenkin täältä Maastakin…
Joo, tosiaan, hyvä pointti, Kuustahan niitä voisi löytää.
Luulisin että avaruudessa ne säilyisivät paljon paremmin kuin Maassa. Kenties jopa DNA:ta tallella. Jos ne ovat kiven sisällä riittävän syvällä niin että säteily ei sinne pääse, eihän niitä pitäisi vaivata siellä muu kuin kuivuus ja energian puute.
Tästä tuleekin mieleen mahdollinen skenaario siitä että tuo Kuu voisi olla ehkä hyväkin varasto Maan mikrobisen eliökunnan vanhimman historiikin taltioimiseen. Varhaisina aikoina se kiersi paljon lähempänä maata (keskimäärin arvioidaan loittenevan tasaista tahtia, siis 4 cm/v – mutta tietenkin sen muodostumisetäisyys on ollut jotakin järjellistä — mitä sitten lieneekään ollut?). Kuitenkin, jos maasta lähtee ylös roiskeita, ja vaikka isojakin kappaleita, juuri vähän yli pakonopeutta olevalla vauhdilla, niin ehkä ne ovat yltäneet sitten suunnilleen samoihin korkeuteen missä nuori Kuu kiersi aikoinaa, sekin ehkä juur vähän pakonopeuen ylittäneenä roiskeena… Siis, näillä kappaleilla oli mahdollisuutena joko pudota takaisin maahan, tai törmätä Kuuhun, tai sitten kadota kokonaan pois näiltä nurkilta, tietymättömiin ja tavoittamattomiin. Ainoa mahdollisuus löytää vanhoja Maan roiskeita olisi siis hakea niitä kuusta. Voisiko olla JOPA niinkin, että se Maan puolen tiheä kraateroituminen Kuun pinnalla johtuisi jopa kaikista niistä roiskeista joita on tullut Maasta. Ehkä ne kappaleet olisivat myös pysyneet paremmin ehjinä kun törmäysnopeudet eivät ole olleet maksimaalisen suuria. Kraaterithan voidaan laittaa aikajärjestykseen — Tycho on nuorimpia — mutta arvailuni menevät nyt varmaan jo liian pitkälle. Jokatapauksessa Maan ja Kuun välillä on varmasti tapahtunut merkittävän paljon eri kokoisten kappaleiden vaihtoa…
Lähellä oleva Kuu on tosiaan kerännyt myös sellaisia heitteleitä jotka olisivat muuten pudonneet takaisin, ja niitähän on varmaan yleensä enemmän kuin pakorataheitteleitä.
Toisaalta Kuu on taivaalla aika pieni avaruuskulma (silloinkin kun se oli lähempänä), joten vain pieni määrä heitteleistä osuu siihen. Paljon suurempi määrä lentää ulos kuin osuu Kuuhun. Uloslentäneet menevät Aurinkoa kiertävälle radalle ja niistä useimmat todennäköisesti poistuvat törmäämällä uudelleen Maahan ja Kuuhun, jakautuen suunnilleen pinta-alojen suhteessa. Jotkut törmäävät muihin planeettoihin tai Aurinkoon tai sinkoutuvat ulos aurinkokunnasta. Yllättävää kyllä, siinä taitaa käydä niin että suoraan Kuuhun osuvia heitteleitä on vähemmän kuin niitä jotka ovat ensin lentäneet aurinkoa kiertävälle radalle ja vasta myöhemmin osuvat sattumalta Kuuhun. Jos näin on, silloin Kuun etäisyys ei taida paljon vaikuttaa heitteleiden määrään.
Marskin voisi olla potentiaalinen paikka etsiä miljardien vuosien ikäisiä Maa-heitteleitä. Ilmakehättömään Kuuhun osuessaan heittele yleensä höyrystyy, mutta ilmakehälliseen Marsiin tullessaan se käyttäytyy kuten meteoriitti, jos se on sopivan kokoinen eli ei liian iso eikä liian pieni, jolloin sisus säästyy kovalta kuumennukselta. Harrylla on muistaakseni joku paperi missä siirtymistodennäköisyyttä Maan ja Marsin välillä on arvioitu, mutta en nyt tunnu löytävän sitä helposti kun en muista otsikosta oikeita avainsanoja.
Tuon Kuun etuna, heittele-pankkia ajatellen, on se että siellä on suhteellisesti helpointa käydä etsimässä. Ainakin kappaleet ovat säilyneet siellä paremmin kuin maassa, missä ne ovat todennäköisimmin pudonneet mereen, tai ”ajan hammas” on syönyt ne pois, ja sotkenut kaikkien kukoistavian elämänmuotojen alle…
Nyt musta tuntuu kyllä siltä että Kuuhun osuessaan ne heitteleet ovat melko varmasti tuhoutuneet. Ilmakehättömällä taivaankappaleella kun käy niin että koko törmäysenergia muuttuu lämmöksi yhdellä hetkellä, ja se energia riittää höyrystämään koko kappaleen. Ilmakehänsä takia taitaiskin Mars olla se paikka aurinkokunnassa, jossa miljardeja vuosia vanhoja Maan kiviä fossiileineen vois olla säilynyt.
Luullakseni karkeasti noin metrinen järkäle vois olla sopiva kokoluokka mitä kannattais etsiä Marsista. Se on riittävän iso jotta sisus on melko hyvin suojassa kosmiselta säteilyltä, ja toisaalta riittävän pieni että Marsin ohut ilmakehä on pystynyt sen jarruttamaan ennen pintaan osumista. MRO:n Hirise-teleskoopin resoluutio on 30 cm pinnalla, joten modernilla versiolla sellaisesta vois varmaan nähdä metrisiä järkäleitä ja niiden spektriä, jotta mineraaleiltaan poikkeavat meteoriittikanditaatit vois erottaa.
Vaikka heitteleen lentäminen Maasta Marsiin on varmasti paljon epätodennäköisempää kuin toisinpäin, toisaalta Marsin koko pinta on kerännyt Maa-näytteitä 4 miljardia vuoden ajan. Kun taas Maassa säilyneitä Mars-kiviä on kertynyt vain erityisiin paikkoihin kuten tiettyihin osiin Etelämannerta sinä (geologisesti lyhyenä) aikana kun siellä on ollut jäätikkö. Silti Mars-kiviä on täältä löydetty yli 200 kpl.
Aivan. Valitettavasti meteoriitit tuppaavat ajan myötä häviämään törmäämällä planeettoihin. Mitä pienempi meteoriitti, sitä enemmän sen rataan vaikuttaa Auringon säteilypaine. Tieteellisesti arvokkaimpia voisivat olla isot ja todella vanhat törmäykset, koska niissä osa heitteleistä saattoi olla niin isoja että sellainen lohkare on pysynyt radallaan kauen, ehkä jopa näihin päiviin asti. Hyvä uutinen tämän kannalta on että isoja törmäyksiä tapahtui muinaisuudessa enemmän kuin nykyään. Huono uutinen on että niitä pitäisi ehkä etsiä avaruudesta, koska iso lohka höyrystyy törmätessään Maahan. Mutta siihenhän meillä on kehitteillä konsteja…
Eli tuo ”valitettavasti” on vähän hassu sana tuossa. Jos törmää Marsiin, siellä olisi voinut säilyä lähes yhtä hyvin kuin avaruudessa, ja käytännössä mahdollista löytää sen pinnalta, toisin kuin avaruudesta.
Mihin astrobiologiaa tarvitaan…
Nykyään taas kaikenlainen maailmanlopun povaaminen näyttää olevan muotia, ja samanlaisia ajanhenkivaiheita on ollut menneinäkin vuosisatoina. Esimerkiksi Ylen nettiuutisissa oli juttu (https://yle.fi/uutiset/3-10560188 ), joka alkoi ”Tulevaisuuden tutkijat yrittävät selvittää erilaisia vaihtoehtoja sille, mitä tulevaisuudessa voisi tapahtua. On vaikea arvioida, millä tavoin ja milloin maailmamme kohtaa lopun. Varmaa on, että ihmiskunta tulee jossain vaihessa tiensä päähän.”
Niinkö? Minusta taas näyttää siltä että älykkään lajin on vaikea hävitä, paitsi korvautumalla jollain toisella vielä verremmällä.
Ihmiskunta on biologinen laji ja sen kulttuuri. Kulttuuri muuttuu koko ajan, ja siinä mielessä ihmiskunta on tavallaan koko ajan tulossa tiensä päähän, kun entinen meininki korvautuu jollain muulla, usein paremmalla. Myös biologia voi muuttua, jos ihminen alkaa systemaattisesti parantaa perimäänsä. Jos sekä biologia että kulttuuri ovat muuttuneet, onko ihmiskunta silloin lakannut olemasta? Jossain filosofisessa mielessä ehkä kyllä. Mutta mukanaolijat eivät ehkä huomaa mitään negatiivista.
Ylen juttu on sinänsä asiallinen ja siinä käydään läpi uhkakuvia. Niinhän on hyvä tehdä. Minua häiritsee nykyisessä keskustelussa kuitenkin se että ihmiskunnan häviämisestä yms. puhutaan kevyesti, ikäänkuin sellainen voisi tapahtua hyvinkin herkästi jonkin vastoinkäymisen kohdatessa. Joku Ylen haastattelemista asiantuntijoista toteaa: ”Pystyn kuvittelemaan tulevaisuuden, jossa selviämme hengissä, mutta joka on minusta sellainen, että minun ei tekisi mieli elää siinä.” Todellisuudessa, kun ihminen (tai perhe) joutuu tiukalle, se ei filosofoi kannattavuuksista, vaan koittaa pärjätä päivästä toiseen. Monet ihmiset kehitysmaissa ja osa länsimaalaisistakin elävät sellaisessa todellisuudessa, ja voivat olla melko tyytyväisiäkin oloonsa. Silti puhutaan vasta sellaisista ongelmista joissa ihmisten lukumäärä tuskin edes vähenee, vaan voi jopa lisääntyä. Esimerkiksi elinaikaodotteen lyheneminen 15 vuodella tai joka toisen ihmisen kuoleminen kulkutautiin olisi ikävää, mutta lajin säilyminen ei olisi mitenkään uhattuna. Voihan lajikin tuhoutua, mutta vasta jos tapahtuu jotain paljon pahempaa. Tulee mieleen että ehkä jotkut yhteiskunnalliset keskustelijat elävät sellaisessa yltäkylläisyyden kuplassa, että kyky suhteuttaa vaikeuksien suuruusluokkia on hämärtynyt. Näissä vaikeusasioissa parempia asiantuntijoita ovat ehkä köyhät, sairaat ja kehitysmaiden ihmiset. Tai kivikautta elävät eristyneet heimot, mutta heitä tokikaan ei pidä mennä häiritsemään.
Tuo linkittämäsi artikkeli on kyllä vaikuttava lista niistä moninaisita tuhon voimista jotka vaanivat tätä meidän pientä lintukoto-planeettaamme. Ja jotka todennäköisesti, ennemmin tai myöhemmin, myös toteutuvat, ihan sen tilastollisen periaatteen mukaan että kaikki mikä on mahdollista, tapahtuu kun aikaa annetaan riittävästi. Ja nämä geologiset tai kosmiset katastrofit eivät edes ole niin kovin harvinaisia tämän planeetan historiassa. Se että meidän (historiaa tiedostavalla) lajillamme ei ole niistä omia kokemuksia johtuu vain siitä että olemme olleet tääll äniin kovin vähän aikaa — mutta aikaahan kertyy koko ajan lisää, ja todennäköisesti myös kokemuksia.
Lajimme selviytymisen kannalta olisi varmaan viisasta jos osaisimme jotenkin varautua, ainakin tiedollisesti ja taidollisesti. Ihmisillä pitäisi olla jonkinlainen tieto siitä miten voi tuottaa ruokaa myös ydintalven alaisissa olosuhteissa, miten voi tuottaa puhdasta vettä jos kaikki pintavedet saastuvat. Miten voi suojautua säteilyltä. Näihin kysymyksiin voisi valmistautua myös niiden teoreettisten skenaaroiden kautta missä mietitään ihmisen selviytymistä Marsissa: miten eletään maan alla laavatunneleissa, miten tuotetaan ruokaa täysin suljetuissa olosuhteissa.
Toivotaan että näitä ei tapahdu, mutta jos tapahtuu, niin ehkä sitten kuitenkin olis hyvä jos siitä joku selviäisi.
Nuo riskitekijät tuovat mieleen Isaac Asimovin kuuluisan skifi-novellin Night fall. Se kertoo sivistyneen lajin asuttamasta planeetasta, joka sijaitsee kolmoistähtijärjestelmässä, ja jolla on siis kolme aurinkoa. Siellä ei tule koskaan pimeää. Tuo sivilisaatio kehittyy ja kukoistaa, mutta kuitenkin legenda kertoo että se toistuvasti, aina uudelleen, vaikkakin hyvin pitkällä syklillä, kokonaan tuhoutuu. Edellisistä sivilisaatioista ei muisteta mitään, koska ne ovat kokonaan pyyhkiytyneet pois. Sitten joku älypää-tähtitieteilijä keksii että tuho todennäköisesti johtuu siitä että planeetalle tulee pimeys — kaikki auringot pimenevät samanaikaisesti yhdessä isossa auringonpimennyksessä. Tuon tapahtuessa asukkaat panikoivat, ja sytyttävät koko planeettansa tuleen…. Varsinainen ongelma ei siis olekaan se auringonpimennys, vaan se paniikki…
AGU:n jäsenlehden mielipidekirjoitus jossa pohditaan ihmistoiminnan vaikutusta Marsiin tulevaisuudessa: https://eos.org/opinions/the-mars-anthropocene : ”The moment that astronauts set foot on Mars, microbial contamination will be inescapable and irreversible.”
Todennäköisesti juuri näin. Tai, tietyn asteinen kontaminaatio lienee jo tapahtunut niiden robottiluotainten mukana joita sinne on mennyt. Luotainten pinnoilta poistetaan kaikki sellaiset mikrobit jotka normaaleilla desinfiointikäsittelyillä saadaan pois — mutta sitkeimmät ja kestävimmät, lepomuodoissa, jäävät jälelle.
Tietysti on ihan toinen kysymys — johon ei toistaiseksi ole vastausta — löytävätkö nämä Marsin pinnalla mitään lisääntymisen mahdollisuutta.
Niin, eiväthän ne kai rationaalisesti ajatellen voi siellä lisääntyä. Sitäpaitsi, kuten aiemminkin oli puhetta, Marsin pinnalla lojuu varmasti paljon meteoriittikiviä, joiden joukossa täytyy olla myös Maasta peräisin olevia, ja niiden sisällä mikrobeja. Mutta ei ole helppo kuvitella mekanismia jolla liikuntakyvytön mikrobi pääsisi keplottelemaan itsensä syvälle pinnan alle jossa on pohjavettä. Jos esimerkiksi mikrobin ympärillä oleva kivi hajoaa, eliö altistuu säteilylle. Itse asiassa, jos mikrobielämä voisi levitä Marsiin avaruusluotaimista, se olisi varmaan levinnyt sinne jo kauan sitten Maa-meteoriiteista joita on todennäköisesti ollut paljon enemmän, ja lisäksi niitä ei ole kukaan ollut erityisesti steriloimassa. Jos Maan maamikrobit olisivat Marsin pinnan alle päässeet jossain vaiheessa leviämään, niiden aineenvaihduntakaasujen pitäisi nyt näkyä Trace Gas Orbiterin mittauksissa. Mutta mitään ei näy. Todennäköisesti Marsissa ei elämää ole, eikä se sinne voi luotainten tai edes astronauttien mukana helposti levitäkään. Mutta mahdollisesti ihminen kyllä pystyy halutessaan istuttamaan elämän Marsin pinnan alle, kunhan kairaa niille pohjaveteen asti ulottuvan reiän.
Mutta logiikka sikseen, varovaisuusperiaatteen takia on ollut toki hyvä että luotaimia on varmuuden vuoksi koitettu steriloida.
Kuitenkin luotainten sterilointi kannattaa lopettaa siinä vaiheessa jos pinnalle laskeutuu ihmisiä. Tai sitten päättää että sterilointia jatketaan ja että ihmiset eivät sinne saa mennä.
Niinpä niin. Tämä eri ympäristöjen ”elinkelpoisuus” on aika monitahoinen kysymys. Ihminen tekee mitä osaa ja taitaa — ja sitten elämä loppujen lopuksi elää niinkuin elää, luonnonvaraisten prosessien ohjaamana.
Ja – huomaan nyt – tämä keskustelu sopii myös ”mihin astrobiologiaa tarvitaan” -otsikon alle, koska onhan luotainten sterilointi kallista, ihmisten lähettämisestä puhumattakaan.
Mitä tulee ihmisiin, pidän ajatuksesta että Marsiin lähettäisiin retkikunta joka ei laskeutuisikaan pinnalle, vaan kiertäisi planeettaa ja teleoperoisi sieltä käsin, kaikkia virtuaalitodellisuuden uusimpia jippoja käyttäen, pinnalla kulkevia robottiluotaimia. Se olisi valtavan paljon halvempaa kuin pinnalla vierailu, ja kontaminaatioriski olisi paljon pienempi. Ja mitä tulee tieteeseen, arvelen että VR-hanskojen ja datakypärän avulla geologiastronautti saisi Marsin kivistä ja hiekasta paremman ja kouriintuntuvamman kuvan kuin konsanaan kävelemällä itse pinnalla jäykkään avaruuspukuun sonnustautuneena. Marsin kiertoradalta pinnalle kommunikaatioviive on hyvin lyhyt, ja datanopeus saadaan korkeaksi koska miehistöaluksessa on paljon sähkötehoa ja tilaa antennille. Projektin yksi etu olisi että pienetkin maat, firmat, seurat yms. voisivat osallistua lähettämällä omia robottiluotaimiaan pinnalle, joita astronautit sitten operoisivat. Kaikki halukkaat voitaisiin sallia mukaan, koska miehistön turvallisuus ei lainkaan riippuisi pintarobottien toimivuudesta. Ja jos pelkkä Marsin kiertäminen tuntuu tylsältä, miehistöalus voisi vierailla Phoboksella tai Deimoksella. Aluksessa voisi olla keinopainovoima toteutettuna siten että propulsiomoduuli on puolijäykän palkin päässä miehistömoduulin vastapainona, ja systeemiä pyöritetään. Tai jos käytetään ionipropulsiota, aurinkopaneelisto voisi toimia moduulit toisiinsa yhdistävänä rakenteena.
Tämän teleoperointi-dean esitti tietääkseni ensimmäisenä Nasa:n George Schmidt, HERRO-nimikkeellä. Olen jutellut siitä hänen kanssaan muutaman kerran jossain konferenssissa missään ollaan tavattu. Viimeksi kun kysyin, hän ei ollut saanut Nasaa asiasta liiemmälti innostumaan. Mutta minusta idea voisi olla hyvä kompromissi Mars-aspiraatioiden ja taloudellisten realiteettien välillä.
Loistava ajatus. Ja tätä voitaiiin sitten pelata myös virtuaalisesti ja viihteellisesti täällä Maassa…
Jollakin tavalla meidän pitäisi saada tämä larppi-suunnitelma täällä käynnistymään…
Joo, se sopis erinomaisesti pelaamiseen ja rekvisiitaks riittäis joukko halpoja radio-ohjattavia leluja. Esimerkiks niin että olis 2 tiimiä (lennonjohto Maassa ja miehistö Marsin kiertoradalla), ja jos pelataan kesällä niin robotit ulkotilassa (mielellään sateensuojassa) jotta on oikeita kiviä ja maata. Halvoissa robottileluissa ei välttämättä ole omia kameroita, mut vois olla muutama kiinteä web-videokamera jotka ottaa yleiskuvaa koko robottijoukosta. Lennonjohdon ja miehistön välillä vois olla kommunikaatioviive, vaikka kirjelappu laatikkoon jonka kansi avautuu tietyn ajan kuluttua, tai sitten softalla jos joku innostuu tekemään.
Tehdään. Jollakin keinolla!
Kiinan kuulaskeutujan biologiakanisterissa puuvillansiemenet itivät, mutta muiden kasvien (rapsi, peruna, lituruoho) ei, eivätkä myöskään banaanikärpäsen munat ja hiiva näyttäneet elonmerkkejä (http://www.xinhuanet.com/english/2019-01/15/c_137745432.htm , https://www.avaruus.fi/uutiset/aurinkokuntaluotaimet/kasvikoe-kuun-pinnalla-onnistui-osittain-laskeutuja-vaipui-jo-horrokseen.html ). Kenties itämiseen vaikutti että siemenet ja munat odottivat kaksi kuukautta lepotilassa johon ne oli pantu uutisen mukaan bioteknisin keinoin.