Elämän keitaita

Luonnonvalintaa varhaisilla tulivuorisaarilla

15.11.2017 klo 23.57, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Elämän alkuperän ihmettely on aina kiehtonut ihmisten mieliä. Menneinä aikoina se ymmärrettiin vain myyttien ja uskomusten kautta, ja suurempien henkivoimien tuotteena. Darwinin ajoista alkaen on kuitenkin alettu ymmärtää että luonnonlakien ohjaamat kehitysprosessit ovat tuottaneet kaiken mitä maailmassa nyt on, tai on koskaan ollut. Darwin itse arveli että kaikki elämän monimuotoisuus ja lajien kirjo olisi lähtenyt kehittymään yhdestä ainoasta elämän alusta, tai solusta joka ehkä syntyi jossakin pienessä lämpimässä lätäkössä, sopivien kemiallisten lähtöaineiden ja reaktoiden tuotteena (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2745620/). Darvin osui arvelussaan ilmeisesti hyvinkin oikeaan.

Luonnonvalinta, eli evoluutio, on aina ohjannut elämän kehittymistä monimuotoiseksi ja monimutkaiseksi, ja ilmeisesti samankaltainen luonnonvalinta ohjasi jo elämää edeltänyttä kemiaakin. Ne kemialliset komponentit joita syntyi tehokkaimmin, ja/tai jotka säilyivät parhaiten vallitsevissa olosuhteissa, alkoivat kerääntyä ja reagoida keskenään. Olosuhteet määräsivät elämän kehityksen suunnan.

Esimerkiksi, vetysyanaatti ja sen johdannaiset (syaaniamidi, syanasetyleeni, glykoaldhydi, glyseraldehydi, syanoasetaldehydi ja urea) toimivat orgaanisten reaktioreittien tehokkaina lähtöaineina. Näistä aineista syntyy monimutkaisten reaktioverkostojen kautta juuri niitä molekyylejä joista elämä on syntynyt, eli neljää erilaista ribonukleotidiä, ja laajahko valikoima erilaisia aminohappoja. Jopa nukleotidien ohella syntyvät vaihtoehtoiset rinnakkaistuotteet eliminoituvat reaktiotuotteista pois siksi että ne hajoavat UV-valossa. (https://www.nature.com/articles/nature08013; https://www.nature.com/articles/nchem.2202; http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/cbic.201200068/abstract).

Nukleotidien synteesireaktiot etenevät tuohon mainittuun suuntaan vain sellaisessa ympäristössä missä on tarjolla riittävästi (runsaasti) energiaa pelkistyneiden lähtöaineiden (syanidin ja sen johdannaisten) tuottamiseen,  sekä vetysulfidia reaktiotuotteiden pelkistämiseen. Ainakin joissakin reaktiovaiheissa tarvitaan vedettömät, siis esimerkiksi orgaanisen foramidiliuoksen kyllästämät olosuhteet, ja hyvin konsentroituneita lähtöaineiden pitoisuuksia. Tällaiset olosuhteet olisivat voineet vallita vain kuumilla, vuorotellen  kastuvilla ja kuivuvilla tulivuoriperäisillä saarilla, missä tulivuorenpurkaukset ja vulkaaninen salamointi tuotti paljon energiaa. Impakteja saattoi myös tulla avaruudesta, mutta nuo paikalliset energialähteet olivat juuri tässä ympäristössä vallitsevia. Reaktoihin tarvittiin myös liukoista fosfaattia –  senkin alkuperä olisi voinut olla hyvin kuumissa vulkaanisissa purkauksissa (https://www.nature.com/articles/srep08355)

Ympäristön olosuhteiden ajamana kemia eteni myös monimutkaisemmaksi.  Syntyneet nukleotidit saattoivat ketjuuntua sen ansiosta, että vedettömissä olosuhteissa (formamidissa) ne pinoutuvat keskenään lähes kidemäisiin jonoihin, jotka sitten saattavat  kemiallisesti yhdistyä keskenään http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/cbic.201200068/abstract ). Ketjuuntuneet nukleotidit saattoivat yleistyä siksi että kuumissa olosuhteissa ne ovat hiukan kestävämpiä kuin yksittäiset.

Myös keskenään emäspariutuneet ketjut ovat kestävämpiä kuin yksisäikeiset ketjut, ja tämä ominaisuus edisti sellaisten juosteiden yleistymistä jotka muodostivat tehokkaasti emäspariutuneita rakenteita. Ketjut siis laskostuivat monenmuotisiin sykkyröihin. Kuinka ollakaan, tällaiset 3-ulotteiset molekyylisykkyrät taas pystyvät aktivoimaan kemiallisia reaktioita, ehkä katkomaan ketjuja, mutta myös liittämään niitä yhteen. Ketjut alkoivat kasvaa pidemmiksi ja monimuotoisemmiksi.

Molekyyliketjujen säilymisen mahdollisuudet paranivat valtavasti sitten jos – ja kun – niille kehittyi sellainenkin ominaisuus että ne kopioituivat uusiksi samankaltaisiksi ketjuiksi. Kopioituneiden ja keskenään pariutuneiden ketjujen piti aina uudelleen avautua uutta kopioitumista varten – tällainenkin syklinen reaktio saattoi tapahtua vain hyvin vahtelevissa, välillä kastuvissa ja välillä kuivuvissa kuumissa olosuhteissa. Luonnonvalinnan avulla molekyyliketjut kasvoivat yhä toiminnallisemmiksi ja paremmin säilyviksi. Niiden rakenteeseen tallentui tieto siitä mikä säilyy – sillä juuri tämä tieto auttoi niiden säilymisessä.

Sittemmin elämä on kehittynyt ja kasvanut samankaltaisten – tosin alati muuttuvien ja luonnonvalinnan valitsemien –  molekyyliketjujen kemian ajamana.  Sekä nukleiinihappoketjujen sisältämä informaatio että aminohappoketjujen (proteiinien) toiminnallisuus ovat molemmat valikoituneet vain sillä perusteella että ne edistävät säilymistä vallitsevissa olosuhteissa. Molekyyliketjujen tarkat keskinäiset tunnistusraktiot ja vuorovaikutukset pyörittävät ikiliikkujan kaltaista säilyttämis-koneistoa.

Niinkuin kaikki suuremmatkin koneet, tämä solunsisäinen nanokoneisto toimii vain ulkopuolelta saatavan ja läpivirtaavan energian ajamana. Energiaa siirretään yhdisteeltä toiselle, sitä sidotaan isompien yhdisteiden kemiallisiin sidoksiin, ja lopulta se taas vapautuu kun molekyylien sidokset hajotetaan. Tuon energian talteenotto- ja siirtoreaktioiden kehittyminen on ollut yksi suuria valintatekijöitä. Tärkempänä energiankuljetusmolekyylinä elämän reaktoissa toimivat edelleen ATP molekyylit, jotka olivat yksi tärkeimpiä alkuperäisen ympäristön tarjoamia rakennuspalikoita.

 

 

Epävarmaa

31.10.2017 klo 21.34, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Ilmakehän ja ilmaston dynamiikka pysyy puheenaiheena päivästä toiseen, samoin näköjään myös näissä minun blogeissani. Nyt on taas ajankohtaista pohtia tätä, kun eilisen uutisissa ilmoitettiin että Maan hiilidioksidipitoisuus, nyt tasolla 403 ppm, on nyt korkeimmillaan sitten 800 000 vuotta sitten https://www.energetskiportal.rs/en/wmo-greenhouse-gas-concentrations-reach-highest-level-in-800000-years/.

Maailman meteorologisen instituutin tiedotteessa sanotaan että se on nyt samalla tasolla kuin 3-5 miljoonaa vuotta sitten – siis siinä vaiheessa kun nykyinen jäätiköitymisten sykli oli vasta lupaavasti aluillaan. Tuolloin lämpötila on 2 tai 3 astetta korkeampi kuin nykyään, ja merenpinnat 10-20 metriä korkeammalla. https://public.wmo.int/en/media/press-release/greenhouse-gas-concentrations-surge-new-record

Maailman ilmastotutkimuksen mukaan tämä suoraan korreloi ilmaston lämpenemiseen- ja tämä on sellainen virallinen totuus jota ei saa edes ääneen epäillä. Ja kohtalaisen hyvin se näyttää korreloivan, ainakin viimeisen 400 000 vuoden aikana (https://www.e-education.psu.edu/egee102/node/1958 ) – mutta ei kuitenkaan ihan yksi yhteen.

Pidemmillä aikaväleillä, kauan sitten, korrelaatio lienee ollut perin heikko. Vielä Jura-, Liitu- ja Tertiäärikausien aikana, siis vielä n. 100 – 20 miljoonaa vuotta sitten, lämpötila on ollut useita asteita korkeammalla, ja merenpinnat jopa 100 metriä korkeammalla kuin nyt. Samaan aikaan  hiilidioksidipitoisuudet ovat kuitenkin olleet merkittävästi matalammalla, ainakin jos ilmastoskeptikkojen sivuja on uskominen (tosin, miten luotettavia lienevät hiilidioksidin mittaustulokset noilta ajoilta?).

Ilmastoon vaikuttavat toki monet tekijät, kuten mantereiden sijainnit ja merivirrat. Esimerkiksi, ilmasto lähti kylmenemään nykyistä jäätiköitymisen aikaa kohti n. 30 miljoonaa vuotta sitten kun maayhteys Etelä-Amerikan ja Etelämantereen välillä katkesi. Noin 3 miljoonaa vuotta sitten taas Panaman kannas kohosi, ja katkaisi yhteyden Tyynenmeren ja Atlantin välillä, tämän seurauksena Atlantti alkoi jäähtymään, ja kehitys kulkemaan kohti nykyistä jäätiköitymisten kautta. Viimeisen miljoonan vuoden aikana Milankovich-sykli, eli rataparametrien vaihtelu on taas heilutellut Maan lämpötilaa niin että kylmemmät jäätiköitymisen vaiheet ovat toistuneet n. 100 000 vuoden jaksoissa. Muutokset kylmästä jäätiköitymisten kaudesta lämpimämpään kauteen ovat toistuvasti olleet hyvin nopeat – niin olivat myös n. 12 000 vuotta sitten viimeisimmän jääkauden loppuessa.

Ilmaston heilahteluissa, ja myös sen tasapainottumisessa merkittävinä tekijöinä ovat monenlaiset takaisinkytkentävaikutukset. Lämpenevä ilmasto esimerkiksi haihduttaa lisää vettä, joka toimii myös tehokkaana kasvihuonekaasuna ilmakehässä. Se myös vauhdittaa biomassan hajoamista, joka myös vapauttaa lisää hiilidioksidia. Hiilidioksidin ja lämpötilan lisääntyessä kasvien biomassa ja yhteyttämisteho lisääntyvät, mikä puolestaan vähentää hiilidioksidin määrää. Lämpeneminen ja korkea hiilidioksidipitoisuus lisää silikaattien rapautumista kallioiden pinnalta, mikä taas lisää karbonaattien saostumista merien pohjaan karbonaatteina.

Eräs merkittävä takaisinkytkentöihin vaikuttava tekijä on metaani. Lämpötilan noustessa tätä vapautuu enemmän esimerkiksi sulavasta ikiroudasta ja lämpenevistä merenpohjista. Tämä tehokas kasvihuonekaasu nostaa lämpötilaa, ja kiihdyttää kierrettä. Mielenkiintoinen maininta tuossa edellämainitussa  on että myös metaanipitoisuus meteorologisen instituutin raportissa on, että metaanin pitoisuus on ollut jo 10 vuoden ajan tavallista korkeammalla.

Aikavaellus-hankkeessamme haluaisimme opettaa koululaisille ilmaston säätelyn mekanismeja ja periaatteita, ja sitä varten haluaisimme pystyttää jonkinlaisen hyvin yksinkertaisen ja vuorovaikutteisen mallisysteemin siitä miten se reagoi eri tekijöihin. Ilmastolle löytyy verkosta julkinen laskentamalli, täältä http://www.cesm.ucar.edu/models/ccsm4.0/  — julkaisijat ovat National Science Foundation (NSF) and the U.S. Department of Energy (DOE), ja Climate and Global Dynamics Laboratory (CGD) at the National Center for Atmospheric Research (NCAR), joten se lienee tällä hetkellä paras mahdollinen. Tämä on kuitenkin aivan liian monimutkainen meidän opetustarkoituksiimme. Osaisiko joku teistä arvioida millaisille yksinkertaisilla yhtälöillä voisimme mallittaa ilmaston määräytymisen perusreaktioita: Maahan tulevan ja pinnasta pois heijastuvan säteilyenergian, ja ilmakehän kasvihuonekerroksesta takaisin heijastuvan lämpösateilyn vuorovaikutteisia parametreja?

”Missä ne kaikki ovat??!”

16.10.2017 klo 16.57, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Me ihmiset olemme jo kauan aikaa uskoneet tai haaveilleet että elämää, ja jopa älykästäkin sellaista olisi olemassa muuallakin kuin täällä Maa-planeetalla. Jo 1800 luvulla monet uskoivat varmasti että Marsissakin eläisi älykkäitä, ihmisen kaltaisia olentoja. Kuitenkin viimeistään Viking-lennot 1976 osoittivat ettei sen planeetan pinnalla pysty elämään minkäänlaiset elämänmuodot, eikä ainakaan mitkään isot ja monisoluiset eliöt.

Mutta sittemmin toiveet ovat kohdistuneet kaukaisempiin maailmoihin. Maan ulkopuolisen älyn etisiminen, eli SETI-tutkimus käynnistyi Frank Draken, Carl Saganin ja muiden  tähtitieteilijöiden innoittamana 1960-luvun alussa. Monet tutkijat, ja jopa NASAn tutkimusohjelmat etsivät vieraiden sivulisaatioiden viestejä tai niiden tuottamia signaaleja parinkymmenen vuoden ajan. Tämän tutkimuksen julkinen rahoitus kuitenkin hiipui 1990-luvulla negatiivisten tulosten lannistamana. SETI-tutkimus jatkuu yhä esimerikiksi yksityisessä SETI instituutissa ja sen Allen –nimisellä suurella interferometriteleskopilla. Myös Yuri Milner niminen monimiljonääri on rahoittanut tutkimusta sadalla miljoonalla dollarilla, ”Breakthrough listen” nimisessä ohjelmassa. Mutta toistaiseksi – ei mitään löydöksiä.

 

Todennäköisyyksien valossa tutkijat joutuvat vetämään tiettyjä johtopäätöksiä myös negatiivisista tuloksista: Nyt alkaa näyttää siltä, että sivilisaatioita on joko harvassa – tai ehkä hyvin, hyvin harvassa. Voi olla niinkin että olemme yksi harvoista, tai ehkä jopa se yksi ja ainoa tekninen sivilisaatio tässä galaksissa. Frank Drake itse arvioi noin kymmenen vuotta sitten seuraavaa: jos sivilisaatioita olisi galaksissa paljon, eli niinkin paljon kuin miljoona, niin niiden välimatkat olisivat kokoluokkaa 70 valovuotta (vv), ja ne olisi havaittu vuoteen 2015 mennessä. Jos niitä olisi 1000, niin niiden välimatkat olivat kokoluokkaa 2000 vv, ja joku niistä havaittaisiin vuoteen 2030 mennessä. Jos taas emme vuoteen 2050 havaitse ketään, se tarkoittaa että ketään muita ei ole olemassa kahden miljoonan vv:n säteellä. Olemme yksin.

Tätä juttua pohdiskelee myös Esko Valtaoja viimeisimmässä Tiede-lehdessä. Esko on kylläkin tapansa mukaan yhä optimistinen: ennemmin tai myöhemmin elämän etsinnän pitää onnistua. Elämä löytyy joko Marsista, tai kauempaa.

Mutta voi se olla niinkin, että muita teknillisiä sivilisaatoita ei löydy. Ei ole ollenkaan varmaa sekään, olisiko mitään itseään ylläpitävää, monimutkaista orgaanista kemiaa, sellaista mitä me täällä Maassa elämäksi kutsutaan, olemassa muualla. Jos sellaista on olemassa, ei ole ollenkaan varmaa että se olisi kehittynyt monimutkaiseksi, tai peräti älykkääksi. Maassa tämä kehitys on tapahtunut monen mutkan ja onnekkaan sattuman kautta

Onnekkaan elämän synnyn jälkeen, vasta paljon myöhemmin ilmestynyt hapekas ilmakehä on mahdollistanut isojen eukaryoottisolujen ja monisoluisten eliöiden synnyn. Happea tarvittiin myös suojaamaan maanpintaa UV-säteilyltä, mikä oli edellytyksenä sille että elämä saattoi kivuta merestä kuivalle maalle – vesi-ympäristössä kun eivät älykkäätkään lajit pysty kehittämään mitään korkeampaa teknologiaa. Vettä hajottava ja happea tuottava molekyylikoneisto on keksitty yhden kerran Maan elämän historiassa.

Monimutkaisemman ja älykkäämmän tason saavuttamiseksi Maan lajien piti kehittyä ensin kaksikylkiseksi; sitten on pitänyt kehittyä tukirakenteet ja raajat, jotka mahdollistivat liikkumisen. Erityisesti hienompaa motoriikkaa ja koneiden rakennusta varten on pitänyt kehittyä taitavasti toimiva käsi; ihmisellä se on pihtiote peukalon ja etusormen välillä. On pitänyt kehittyä aistit jotka mahdollistavat ympäristön havaitsemisen ja kommunikoimisen. Näkö mahdollistaa ympäristön hahmottamisen ja ymmärtämisen, ja kuulo ja puhekyky mahdollistavat puhutun kielen syntymisen. Tämän johdannaisina ovat rakentuneet kommunikaatio, tiedon siirto, oppiminen ja kulttuuri.

 

Nämä mainitut kyvyt, sekä suuret aivot, ovat olleet keskeisen tärkeitä ihmisen teknisen sivilisaation kehittymisessä. Ihmisen ja kääpiösimpanssi bonobon genomeissa on eroa vain yhden prosentin verran, ja suurin osa niiden erilaisista nukleotideista esiintyy vain kuuden geenin alueella. Nämä nimenomaiset geenit säätelevät aivojen kehitystä, suun ja kurkunpään rakennetta, ranteen rakennetta, ja paria ruuansulatuksessa tarvittua entsyymiä. Mutta nämä edulliset geenimuodot esiintyvät vain ihmisellä.

 

Tällaisten kehitysvaiheiden kautta olemme kehittyneet sellaisiksi kuin nyt olemme. Kautta aikojen, kehitystä ovat ohjanneet olosuhteet: yleensä, näihin asti, nimenomaan muuttuvat ja vaikeat olosuhteet ovat ajaneet lajien kehitystä eteenpäin, monimutkaisemmiksi ja taitavammiksi. Nyt, näinä aikoina, elämme ainakin näennäisen helppoja ja yltäkylläisiä aikoja. Emme enää ehkä kehity fyysisesti paremmiksi, ehkä olemme paremminkin taantumassa aktiivisen luonnonvalinnan puutteessa. Mutta nyt elämme keskellä suurta teknologista muutosta.

Tuo muutos näyttää johtavan yhä suurempaan tekniseen kyvykkyyteen. Mutta se sisältää myös riskinsä.

Esko Valtaojan artikkelin yhteydessä Tiede-lehti julkaisi listan, joka esittelee Oxfordin yliopiston ja Global Challenge säätiön tutkijoiden määrittelemät 12 tekijää, jotka voisivat tuhota sivilisaatiomme. Listassa mainitut tekijät ovat: ihmiskunnan huono johto, sivilisaation romahdus, ekokatastrofi, super-tulivuoren purkaus, globaali pandemia, asteroidi-isku, ydinsota, nanoteknologia, synteettinen biologia, ilmaston muutos, tuntematon vaara, ja tekoäly. Vaarallisimpana ihmisen (lajin vaiko kulttuurin?) säilymisen kannalta nämä tutkijat pitävät tekoälyä. Tämä lista kuulostaa aika kummalliselle: ainakin synteettistä biologiaa, nanoteknologiaa ja tekoälyä pidämme yleisesti teknologian suurina lupauksina, ei suinkaan uhkina.

Mutta toisaalta, kaikki liittyy kaikkeen: Ekologian tutkijaryhmä Tukholmassa on arvioinut että on olemassa kahdeksan oleellista parametria jotka säätelevät planeettamme ekosysteemien stabiilisuutta. Näitä ovat merivirrat, ilmakehän koostumus, kasvullisen maa-alan häviäminen, ilmaston lämpeneminen, ilmakehän aerosolit, ympäristön kemikalisoituminen, ravinteiden valuminen meriin ja biodiversiteetin romahtaminen. Näistä kaksi ensimmäistä parametria ovat tällä hetkellä vielä stabiileja. Kaksi seuraavaa on juuri niillä rajoilla että voivat johtaa suuriin muutoksiin, ja kaksi seuraavaa ovat sellaisia että niiden globaaleja vaikutuksia tai riskirajoja ei tunneta. Kaksi viimeistä ovat jo muuttuneet niin että ne johtavat suuriin ekologisiin muutoksiin.

Vuonna 1950, yleisen UFO-innostuksen innoittama, nobel-fyysikko Enrico Fermi lausahti ihmetellen: ”missä ne kaikki ovat”. Tätä on sittemmin kutsuttu Fermin paradoksiksi. Tekniset sivilisaatiot voivat olla harvassa – ja nyt jo tiedämme että siihen voisi olla olemassa paljon erilaisia selityksiä. Ensimmäinen ja yksinkertainen selitys on se että Maa on harvinaislaatuinen paikka, ja täällä kaikki olosuhteet ovat sattumalta suosineet monimutkaisen elämän kehittymistä. Mutta muitakin mahdollisia selityksiä on paljon. Yksitoista kummallisinta selitystä löytyy sivulta https://io9.gizmodo.com/11-of-the-weirdest-solutions-to-the-fermi-paradox-456850746

Syvän avaruuden portti

30.9.2017 klo 21.53, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Miehitetyt lennot tässä Maan lähiavaruudessa ovat jo arkipäivää, ja jatkuneet jo yli viiden vuosikymmenen ajan. Vuonna 1961 neuvostoliittolainen Vostok3 raketti vei Yuri Gagarin –kosmonautin ensimmäisenä ihmisenä ylös Maan kiertoradalla, ja koko 60-luvun ajan supervallat Neuvostoliitto ja Yhdysvallat kävivät kovaa kisaa ”avaruuden” – eli Maan lähiympäristön valloituksessa. Suurimpia saavutuksia olivat NASAn Apollo ohjelmaan kuuluneet miehitetyt lennot ensin Kuun kiertoradalle vuonna 1968, ja sitten, yhteensä kuusi miehitettyä lentoa Kuun pinnalle vuosina 1996-1972.

Sittemmin suuria avaruusteknologian saavutuksia ovat olleet miehitetyt avaruusasemat, ensin Nevostoliiton avaruusasemat Salyut, ja Almaz, sekä amarikkalainen Skylab, vuosina 1973-1979, jolla kävi työskentelemässä kolme eri miehistöä. Merkittävää avaruushistoriaa tehtiin neuvostoliiton/Venäjän Mir-avaruusasemalla, joka kiersi Maan kiertoradalla vuosina 1986-2001, ja jolla venäläisten kosmonauttien ohella työskenteli lukuisia vierailijoita maailman eri maista. Kylmän sodan jälkeen avaruustutkimus oli muuttumassa globaaliksi yhteistyöksi. Tätä perinnettä on jatkanut Kansainvälisen avaruusasema (ISS) jonka kokoaminen kiertoradalla alkoi vuonna 1998, ja joka miehitettiin marraskuussa vuonna 2000. Tämän hankkeen vastuutahoja ovat avaruusjärjestöt NASA, Roscosmos, JAXA, ESA ja CSA, mutta miehistövierailut ja myös tutkimusprojektit ovat olleet avoimia koko kansainväliselle tutkimusyhteisölle. Valitettavasti Suomi on päättänyt jäädä ulos ISS:n ESAn osuudesta, ja samalla tämän yhteistyön suomista mahdollisuuksista.

Näiden avaruusohjelmien myötä on tehty valtavasti monialaista tutkimusta: on tutkittu Maata, Kuuta ja Aurinkoa, ilmakehää ja tähtitaivasta. On tutkittu myös avaruusolosuhteiden vaikutusta erilaisiin eläviin lajeihin, ja myös kasvien ja ravinnontuotantoon. Erityisesti on tutkittu ihmisen selviytymistä näissä mikrogravitaation olosuhteissa missä altistutaan myös korkeille säteilytasoille, pitkäaikaiselle eristykselle ja psyykkiselle stressille.

Kosmonauttien pisin yhtäjaksoinen oleskelu Mir-aluksella on kestänyt peräti 437 päivää ja 18 tuntia. Tämä tapahtui vuosina 1994-1995 Valeri Polyakovin jäädessä pitkiksi ajoiksi jumiin Mir-asemalle, kun Soyuz-kantorakentin huoltolennot pysähtyivät Neuvostoliiton romahtaessa – mikä osoittaa näiden kalliiden avaruusohjelmien riippuvuutta poliittisista päättäjistä ja heidän myötämielisyydestään.

Kaikenlaisia muitakin haasteellisia tilanteita, ja myös miehistön menehtymiseen johtaneita onnettomuuksia on tapahtunut avaruusohjelmien aikana. Ohjelmissa on kuitenkin koottu valtava määrä onnistumisia, tietotaitoa ja kokemusta avaruusteknologian alalta.

Kokemusta on kertynyt myös miehittämättömistä lennoista Marsin suuntaan. Ensimmäisenä Marsin ohi lensivät NASAn Mariner 4, 6 ja 7 alukset vuosina 1964 ja 1999, ja kiertoradalle asettui ensimmäisenä Mariner 9 alus, vuonna 1971. Marsin pinnalle taas laskeutuivat ensimmäisenä NASAn Viking 1 ja 2 laskeutujat (+ emoalukset kiertoradalle) vuonna 1976. Sittemmin seitsämän luotainta on lentänyt onnistuneesti Marsin kiertoradalle, ja sen pinnalle on laskeutunut viisi NASAn laskeutujaa. Lentojen haasteellisuutta kuvaa että kaikkiaan 29 Marsin suuntaan pyrkinyttä lentoa on epäonnistunut joko kokoaan tai osittain (https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_missions_to_Mars).

Mutta ihmisen tutkimusmatkailun tavoitteet ovat yhä suurempia: Kuuhun halutaan päästä takaisin, tutkimaan ja kenties jopa hyödyntämään Kuun maaperää. Ihminen halajaa päästä itse laskeutumaan myös Marsin maaperälle. Avaruusteknologian tietotaidon ja kokemuksen myötä nämä tavoitteet ovat tulleet teknisesti mahdolliseksi, mutta hankkeita on hidastanut poliittisten päättäjien haluttomuus sitoutua suunnattoman kalliiden ohjelmien toteuttamiseen. Nykyinen USA:n hallitus on kuitenkin nyt näyttänyt avaruuden tutkimusmatkailulle vihreää valoa, ja merkittävä apu hankkeiden toteuttamiseen on tullut myös yksityiseltä rahoittajalta, eli  SpaceX-yhtiöltä, joka rakentaa ja varustaa omia rakettejaan avaruusohjelmien käyttöön.

Ja nyt nämä pitkän matkan hankkeet alkavat käytännössä toteutua. Avaruusjärjestöt ESA, NASA, Roscosmos, JAXA, ja CSA ovat julkistaneet aikeensa rakentaa 2020 luvun kuluessa Kuun kiertoradalle uuden aseman, nimeltä ”Deep Space Gateway”, Syvän Avaruuden Portti (vaikka tavoitteet ilmeisesti rajoittuvatkin Aurinkokuntaan). Tällä tutkimusasemalla miehistöt tulevat testaamaan ihmisen selviytymistä pitkillä avaruusmatkoilla, kaukana Maan lähipiiristä. Se tulee myös toimimaan rakennusalustana jossa kootaan isoja aluksia pidemmille syvän avaruuden lennoille, sekä laukaisu- ja laskeutumisalustana toistuville lennoille syvän avaruuden eri kohteiisin. Tältä avaruusportilta käsin tullaan operoimaan toistuvia lentoja Kuun kamaralle. Tältä lastauslaiturilta tulevat liikennöimään isot pitkän matkan alukset jotka kuljettavat rahtia ja miehistöjä Marsiin ja takasin

https://www.nasa.gov/feature/deep-space-gateway-to-open-opportunities-for-distant-destinations, http://exploration.esa.int/moon/59374-overview/

Hanke on avoin kaikille mahdollisille asiasta kiinnostuneille tahoille. ESA on jopa julkistanut avoimet ideakilpailut kerätäkseen ajatuksia aseman hyödyntämiseen koulutuksessa tai erilaisissa tutkimushankkeissa:

koulutusideoiden linkki: http://www.esa.int/Education/Your_chance_to_give_inputs_in_the_next_human_outpost_in_space 
Tutkimusideoiden linkki: http://exploration.esa.int/moon/59376-call-for-ideas/

 

Millainen loppu on ahneudella?

18.9.2017 klo 20.42, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Tänä(kin) kesänä ihmiset eri puolilla planeettaa ovat kärvistelleet poikkeuksellisen ankarien luonnonilmiöiden armoilla. Suurinta näkyvyyttä uutisissa ovat saaneet Väli-Amerikassa riehuneet hurrikaanit: Harvey ja Irma aiheuttivat miljardien dollareiden vahinkoja Texasissa ja Miamissa, mutta ihmimillisesti paljon mittavammat tuhot köyhillä Karibian saarilla. Seuraava suuri pyörremyrsky Maria riehuu jo merellä ja lähestyy rannikkoa. Samalla tavalla taifuunit ovat pyyhkineet Japanin ja Etelä-Kiinan rantoja.

Enemmän kuolonuhreja on kuitenkin koitunut monsuunisateiden aiheuttamissa tulvissa Bangladeshissä ja Intiassa; nämä eivät vain ole yhtä innostavia uutisaiheita. Kuolonuhreja ovat aiheuttaneet myös samoilla leveysasteilla vallinneet poikkeuksellisen kuumat Lucifer helteet. Helteiden seurauksena riehuneiden metsäpalojen seurauksena myös ennätysmäärät metsää on haihtunut savuna ilmaan. Eniten kuivasta ja kuumasta  ilmastosta kuitenkin kärsivät ihmiset köyhimmissä maissa lähellä päiväntasaajaa. Nigeriassa, Etiopissa, Etelä-Sudanissa, Somalliassa  ja Jemenissä peräti 30 miljoonaa ihmistä kärsii nyt nälänhädästä. Vuosia jatkunut kuivuus  ja siihen liityvät puhtaan veden ja ruuan puute, taudit  ja sisällissodat ovat heidän todellisuuttaan (https://www.oxfam.org/en/emergencies/famine-and-hunger-crisis).

Eri puolilla maailmaa on huomattu että tilanteelle pitää ehkä tehdä jotakin. Kiinassakin ollaan kokonaan kieltämässä polttomoottoriautot, ja USAssakin alkaa nousta keskustelu siitä että ilmaston muutos taitaa sittenkin olla totta, ja se voi jopa tulla aika kalliiksi. Mutta tietenkään nuo maailman huippumaat eivät suinkaan ole yksin vastuussa asiasta. Esimerkiksi meidän suomalaisten tuottama hiilijalanjälki on eurooppalaisessa vertailussa  ihan huippuluokkaa (http://www.hs.fi/kotimaa/art-2000005297618.html). Tähän valtavaan ympäristörasitukseen on eri seuduilla omat syynsä. Jonkinlainen selitys omaan suureen energiankulutukseemme on Suomen kylmä ilmasto, lämmitystä tarvitseva asuminen ja asutuksen pitkät välimatkat, mutta näillä perusteilla en vielä ymmärrä miten Norja ja Ruotsi selviytyvät merkittävästi pienemmillä päästötasoilla, ainakin tuossa HS:n uutisoimassa tilastossa.

Meidän kaikkien tuottamat ympäristöhaitat eivät tietenkään rajoitu vain lämmityksen, liikenteen ja teollisuuden päästöihin, vaan koko länsimaiseen elämäntapaan, ja muovin ja muiden halpahyödykkeiden päälle rakennettuun kertakäyttökulttuuriin. Tällä alalla olemme onnistuneet tulemaan todella globaaleiksi. Tuottavuuden nimissä rahtaamme nyt tavaraa maapallon puolelta toiselle, ja koko planeetan yli ja ympäri, osa osalta, paidat, housut, napit ja vetoketjut ja mutterit, kaikki koottavaksi sinne missä työ on kaikista halvinta, ja sitten taas myytäväksi sinne missä on rahaa. Ja tuo rahtaaminen on halpaa: mikä tahansa tuote saattaa matkata kokoamisensa eri vaiheissa konttirahtina ympäri maapalloa, mutta siitä tulee lopulliseen tuotteeseen hintaa lisää ehkä vain yksi tai kaksi euroa. Ja kun tuotteen raaka-aineista ja valmistamisesta ei tule juurikaan sen enempää hintaa, niin kyllähän kannattaa!! Kannattaa tuottaa, vaikka vain kerran käytettäväksi ja pois heitettäväksi. Siitä huolimatta että vaateteollisuus on energiateollisuuden jälkeen koko planeetan suurin saastuttaja, ja valtameriliikenne tuottaa neljänneksi koko planeetan hiilidioksidipäästöistä (https://areena.yle.fi/1-3383587). Ja koko toiminta tietenkin tapahtuu aidossa siirtomaa-politiikan hengessä: kehitysmaiden köyhät tekevät meille lähes ilmaista työtä, ja lähes ilmaisia tuotteita!

Tämä turhan tavaran hamstraaminen lienee välttämätön ominaisuus älykkäälle lajille. Nimittäin vahva ahneuden aatos, ja sisäänrakennettu ”kaikki minulle heti” ja ”ainakin enemmän kuin naapurille” -asenne on varmaankin se joka on ajanut lajimme nousua niin, että nyt olemme koko planeetan suvereeni hallitseva laji. Tämän saman vietin ajamina meidän nyt pitää haalia itsemme ”saalista”, tai kaikkea mahdollista kulutustavaraa, enemmän kuin pystymme syömään tai kuluttamaan.  Ongelma on vain se että menestymme liian hyvin: olemme lisääntyneet liikaa, saalistamme liian tehokkaasti. Maailman resurssit ja raaka-aineet eivät riitä,  nyt kun ne eivät enää kierrä luonnon suurissa kiertokuluissa vaan päätyvät hiilidioksidiksi ilmaan, tai roskalautoiksi valtamereen. Olemmme itse tukehtumassa roskaan, esimerkiksi ruokaketjuihin ja juomaveteen kertyviin muovihiukkasiin (https://www.theguardian.com/environment/2017/sep/06/plastic-fibres-found-tap-water-around-world-study-reveals)

Mikä siis avuksi? Kun ihminen kaikessa älykkyydessään  (ja ahneudessaan) on pystynyt tämän  ongelman tuottamaan, niin varmaan hänen pitäisi se pystyä myös ratkaisemaan. Tulisiko apu teknologian kehittämisestä ja automaation lisäämisestä, kuten äskettäisessä Docventures Lo and behold (https://areena.yle.fi/1-3905692) -dokkarissa ehdoteltiin. Olisihan se siistiä jos kaikki tuotteet tuotettaisiin automaattisesti, ja myös mahdollisimman lähellä; ei tarviis noita merirahteja maksaa. Lisäksi varmasti olisi edullista jos globalisaatio, ihmisten tasa-arvo ja hyvinvointi etenesivät myös sillä tavalla että maailmassa kaikkialla, kaikille ihmisille, maksettaisiin jotakuinkin vertailukelpoista palkkaa. Sitten rikkaampien yhteiskuntien ei enää kannattaisi riistää köyhempien maiden työn tuotoksia.

Mutta varjelkoon: toivottavasti tuo tasapalkkaisuus ei johtaisi siihen että kaikkien kulutustaso lisääntyy samalle tasolle. Tämä planeetta ei millään enää kestäisi sitä, kun ei meinaa kestää edes nykyistäkään kulutustasoa. Paremminkin pitäisi käydä niin että kaikkien kulutustaso, tai ainakin päästötaso, laskisi jonnekin kehittyvien maiden tasolle.

Mutta tuon kulutustason laskemisen ei välttämättä kuitenkaan tarvitse vähentää ihmisten osaamisen, tietämisen eikä ymmärtämisen tasoa, paremminkin päinvastoin. Sen ei pidä alentaa edes tekniikan tasoa; olisihan edullista  jos tehokas ja puhdas teknologia pyörittäisi kaikkia ihmisten aineellisia tarpeita. Kun koneet tekevät suuren osan ihmisten töistä niin aikamme riittää laadukkaampaan elämäntapaan, eli sellaisiin asioihin kuin yhteisöllisyys, kotoilu, kulttuurin ja luovuuden harrastaminen ja omasta kunnosta huolehtiminen. Jos riittävä ravinto, koulutus ja terveydenhuolto on turvattu, niin ehkä turvallisuuden tunteemme nousee niin korkealle tasolle että meidän ei enää tarvitse hamstrata, vaan voimme jakaa ja kierrättää.  Voimme innostua uusista ekologisista ruokalajeista kuten toukista, sirkoista, ja vaikkapa fusarium-homeesta tehdysta quorn-pihvistä ( https://fi.wikipedia.org/wiki/Quorn). Eikä sen todellakaan tarvitsisi vähentää onnellisuuden tasoa.

Tehtäiskö yhdessä MOOC?

12.8.2017 klo 14.16, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Heinäkuun alkupäivinä osallistuin Hollannissa kokoukseen nimeltä International Symposium on Education in Astronomy and Astrobiology. Kokouspuheissa esiteltiin opetuksen toteutumista eri maissa, ja myös hyvää pedagogiaa. Useissa puheissa pohdittiin opetuksen ja eri opetusmenetelmien vaikuttavuutta. Mm. Natalia Kovalenko Kievistä korosti että tehokas oppiminen edellyttää sitä että  opiskelija sekä kuulee, näkee ja kokeilee, tekee itse, kysyy ja keskustelee. Opittavien asioiden pitää hahmottua suurempiin kokonaisuuksiin ja asiayhteyksiin. Näillä menetelmillä opetetaan nuorille myös yleisempääkin elämänasennetta: asioihin voi suhtautua aktiivisesti ja kriittisesti, pohtia sitä mikä on totta ja mikä ei, mikä on hyvää ja kestävää. Näin kasvatetaan itsenäisesti ajattelevia ihmisiä tulevaisuuden yhteiskuntaan.

Paikalla oli kaikenlaisia kouluttajia. Osa tuli esimerkiksi Meksikon, Brasilian, Kreikan tai Georgian pienistä yliopistoista, eli paikoista missä koulutusta tehdään pienesti, tehdään se mitä voidaan. Näinhän on myös meillä Turussa. Sitten oli joitakin varsin nimekkäitä kouluttajia jotka kouluttavat paitsi omassa yliopistossaan, myös laajasti ja kansainvälisesti, avoimilla verkkofoorumeilla. Esimerkiksi Chris Impey Arizonan yliopistosta tarjoaa verkon kautta luentosarjoja joita seuraa säännöllisesti yli 100 000 opiskelijaa; monet näistä jopa pysyvät kärryillä, suorittavat automaattisesti tai kurssikavereiden (vertaisarvioinnin) avulla tarkastetut tehtävät niin että kurssi tulee suoritetuksi, ja ilmeisesti myös asiat opituiksi. Samoin Charles Lineweaver Australiasta tarjoaa vastaavanlaisia, ihan tolkuttoman suosittujakursseja. Tämä satojen tuhansien ihmisten opetus samoilla on-line luennoilla ja kuvilla, ja automaattisten FAQ- tai chat – palstojen kautta, tusinoittain halvemmalla, on nyt tämän ajan ja myös tulevaisuuden trendi. Koulutusmuodon nimi on MOOC, Massive On-Line Open Course.

Itse sanoin puheessani että mekin Turussa, Aikavaellus-projein puitteissa, olemme koettaneet rakentaa MOOCia. Opetusmateriaalissamme esitellään koko maailmakaikkeuden historia, vaihe vaiheelta, alkuräjähdyksestä aina nykypäivään asti. Esittelin Timerek.fi/timeline sivua, ja opetuskokonaisuus-suunnitelman, josta on tehty valmiiksi vasta pieni pala. MOOC pilootti löytyy täältä

https://drive.google.com/drive/folders/0B57nIuVXkcyeM1VnRWFUbmt4ZEU

Tuon linkin alta löytyy Aikavaelluspeli, tai oppimateriaalin runko. Siinä avautuu ensin avaruuden keskellä keinuva valikko; tästä näkyy että tarkoitus olisi rakentaa tästä kymmenen oppitunnin MOOC-materiaali. Kaikkiin osiin on jo laitettu alustava sisällysluettelo, mutta varsinainen sisältö on laitettu vasta vain kolmanteen osioon joka kuvaa meidän oman Aurinkokuntamme syntyä. Muita on vasta suunniteltu.

Animoitu sisääntulo-video esittelee ensin avaruuden syvyyttä, sitten zoomaa sisään galaksiin ja sen syvyyksistä löytyvään nuoren planeettakunnan kertymäkiekkoon. Seuraavana tulee 3D-malli jossa on kertymäkiekon käänneltävä versio; tästä puuttuvat sielä sanalliset selitykset siitä mitä kertymäkiekossa tapahtuu. Sitten seruraa video kuvaa Maan ja Theian törmäykstä ja Kuun syntyä, ja sitten taas tulee käänneltävä 3D kuva siitä, miten meidän planeettakuntamme mekaniikka toimii. Sieltä alaraunan valikosta löytyy avaimet kunkin planeetan tarkempii esittelyihin, mutta täytettynä on vasta Maa-planeetan ajankiertoa määrittävät kuvat, eli Maan ja Kuun radat Auringon valaisemina, eri suunnista.

Myönnän tässä heti että materiaalimme ongelma on että se on iso, ja jopa hidas ladata koneelle; videoiden pyöritys tarvitsee myös hyvän nettiyhteyden koska se lataa koko ajan NASAn SUUUURTA kuvapohjaa. Siis formaattimme ei ole ihan sopiva kännykkäkatseluun (tarkoitus on että se toimisi koululuokissa, läppareillä). Aloitettiin hiukan suuruudenhullusti; formaattia pitää miettiä uudelleen. Ongelma on myös se että tuotanto olikin kalliimpaa kuin oletimme, raha loppui kesken eikä edes tämä piloottimateriaali ole vielä valmis, se on vasta ensimmäinen β-versio.

Kuitenkin ajattelen edelleen että oppimateriaali pitäisi tuottaa niin että se on näyttävää ja kiehtovaa, niin että maailmankuvat ja sen tieteelliset sisällöt tulevat vastaan kaikessa suuruudessaan ja komeudessaan. Erityisesti nämä maailman suuret kosmiset ja ajalliset ulottuudet, tai aurinkokunnan ja planeettojen olosuhteet ja meidän oman planeettamme ja eliökuntamme kehitys ovat asioita joista koululaisille voi opettaa vain liikkuvien kuvien ja 3D mallien kanssa. Vain komeasti tehdyt oppisisällöt voivat kilpailla kaikenlaisen komeasti tuotetun viihdehömpän kanssa, ja saattaisivat jopa innostaa joitakin nuoria ihmisiä tutkimaan näitä maailman suuria kysymyksiä.

Meidän piloottimateriaalimme näyttävyydestä kiitos kuuluu sen taitaville koodaajille, eli Turun AMKn pelilaboratorion pojille Oskari Tammiselle ja Aukusti Mannilalle. He tekivät hienoa ja näyttävää grafiikkaa, aina sen mukaan mitä me toivoimme ja tilasimme.

Meidän oppimateriaaliprojektimme ilmeinen ongelma oli kuitenkin se että emme osanneet pitää tuotantokustannuksia kurissa; tällaisen animoidun materiaalin tuotanto oli kalliimpaa kuin oletimme. Hanke pitää tietenkin suunnitella niin että kaiken tuotannon kustannukset ovat selvästi tiedossa ennen kuin sitä ryhdytään toteuttamaan. Tuotannon kalleus on ongelma kaikille, sekä tuottajille, että myös käyttäjille. Valtakunnan koulutusvastaavat, eli kunnat, ajattelevat tietenkin että oppimateriaalit pitäisi tulla mahdollisimman halvalla, josko ei peräti ilmaiseksi.

Kuitenkin voisi ajatella niinkin että uusien ikäluokkien kouluttaminen on se kaikista tärkein investointi mitä tässä maailmassa kannattaa tehdä. Se on myös se ainoa tapa jolla voidaan vaikuttaa tulevaisuuteen, eli siihen mitä ihmiset osaavat, mitä he ajattelevat, ja mitä he arvostavat. Ja on niinkin että jos ja kun oppimateriaalia tuotetaan kuitenkin kokonaisille koululaisten ikäluokille, niin sen käyttäjäkunta on niin suuri että materiaalin yksikkökustannukset jäävät pieneksi, vaikka tuotanto ei olisikaan ihan  ilmaista.

Itse ajattelen että olisi todella merkittävää ja tärkeää tuottaa tarjolle jotakin oppimateriaalia mikä todella innostaisi nuorisoa rakentamaan omaa maailmankuvaansa, ja ymmärtämään maailman ja olemassaolomme lainalaisuuksia. Tämä saisi olla suomenkielellä, Suomessa tehty, suomalaisille koululaisille. Sitä voisi sitten jakaa vaikkapa MOOC-muodossa.

Aikavaellus-hankkeen puitteissa koetamme nyt löytää mahdollisuuksia viedä tuota hanketta eteenpäin. Heitänkin pallon nyt sinulle, hyvä lukija: Olisitkohan sinä itse kenties halukas osallistumaan tällaisen materiaalin kehittämiseen? Tai tietäisitkö jonkun tahon joka olisi? Apua tarvittaisiin mm. MOOCin sisältöjen suunnitteluun, pedagokiseen sovittamiseen sopivalle tasolle koulujen eri luokille, graafisen asun suunnitteluun ja käsikirjoitukseen, koodaamiseen, tuotteistamiseen ja markkinointiin. Ja sitten tietysti myös siihen suureen rajoittavaan tekijään, eli rahoitukseen.

Jos tulee mitään ajatuksia mieleen tämän tiimoilta niin otathan yhteyttä, osoiteesen klehto@utu.fi

Lämmintä kesää kaikille

2.8.2017 klo 20.52, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Tänä kesänä ei vielä ole paljoakaan saatu nauttia – tai kärsiä – kuumista hellepäivistä. Siksipä uskallankin ottaa asian puheeksi taas suuremmasta näkökulmasta, eli muistutella teitä siitä että koko planeetan lämpötilat ovat kuitenkin kiipeämässä ylöspäin. Ja jopa nopeammin kuin mitä virallisesti on oletettu ja ennustettu. Tämähän liittyy kasvihuonekaasujen lisääntymiseen ilmakehässä. Pari vuotta sitten solmitun Pariisin ilmastosopimuksen allekirjoittajavaltiot pyrkivät rajoittamaan näitä niin paljon että planeetan lämpötilan nousu rajoittuisi kahteen asteeseen. Aikomus on hyvä, mutta näyttää aika avuttomalle. Ensinnäkin, kahden asteen lämpötilan nousu jo sekin aiheuttaisi valtavia ympäristöhaittoja. Toisaalta, tuonkaan tavoitteen saavuttaminen ei näytä todennäköiselle. Monien ennusteiden mukaan hiilidioksidipäästöjä ei saada kuriin, ja lämpötila tulee nousemaan tämän vuosisadan aikana ehkä neljä – tai jopa kahdeksan astetta. Ennustettavuutta vaikeuttaa se että kasvihuonekaasujen lisääntyminen on itseään ruokkiva noidankehä. Sitä pahentavat sekä ikiroudasta vapautuvat metaanikaasut, sekä se että jäätiköiden ja lumen kadotessa maanpinta imee itseensä aina vain enemmän lämpöenergiaa. Ja tietenkin se että fossiilisten polttoaineiden käyttö lisääntyy yhä, entisestään.

Ajatus lämpötilan kohoamisesta ”joillakin asteilla” ei ehkä tunnu mitenkään katastrofaaliselle meidän pohjoisilla leveysasteillamme, mutta hallitsematon ilmastonmuutos olisi varmasti hyvin ankara koettelemus kaikkialla maapallolla, ja koko ihmiskunnalle. Toimittaja David Wallace-Wells esittelee globaalin ”tuomiopäivän” kaltaisen kauhu-skenaarion erilaisia ongelmia New York lehden artikkelissa ”the uninhabitable Earth”.

Ongelmia on tiedossa monenlaisia. Ensimmäisenä tulee tietenkin mieleen se paljon puhuttu merenpinnan nousu – ehkä ensin kolmella, tai viidellä, tai kymmenellä metrillä – jonka myötä alavat seudut kuten Hollanti, Tanska, Bangladesh, ja monet maailman metropolialueet jäisivät veden alle. Jos kaikki Maan jäätiköt sulavat, vedenpinta jouseekin jo noin 80 metriä nykyistä korkeammalle. Tämä tarkoittaisi että lähes koko mantereinen Eurooppa olisi veden alla. Kuten se oli vielä noin 50 miljoonaa vuotta sitten (http://aikavaellus.fi/aikamatka/45/)

Mutta paljon muutakin hankalaa tapahtuu: Lämpötilat nousevat kaikkialla, ja eteläisemmillä leveysasteilla niin korkealle että ihmiset eivät enää pysty työskentelemään eivätkä edes elämään niillä seuduilla. Ennusteiden mukaan noilla alueilla vuoden viileimpien kuukausien lämpötilat tulevat olemaan samoja kuin nyt on niiden korkeimmat lämpötilat, eli 50-60 ° – ja kuumimmat ehkä 10 ° kuumempia. Ilmastointi ei ole ratkaisu; sehän vain pahentaa tilannetta energiankulutuksen kautta, ja on lisäksi aivan liian kallista maailman köyhälle väelle.

Ongelma  ei ole vain ihmisten nääntyminen kuumuuteen, vaan myös kuivuuteen. Kuivuus ja kuumuus romahduttavat ruuan tuotannon. Suuret määrät ihmisiä ja myös muita lajeja kuolee, tai lähtee pakolaisina vaeltamaan kohti vehreämpiä viljelymaita. Nykyisin Eurooppa kipuilee joidenkin miljoonien pakolaisten ”tulviessa” Eurooppaan Lähi-Idästä ja Afrikasta; minkähänlaiset olisivat pohjoisten alueiden reaktiot sitten kun nuo pakolaistulvat käsittävät satoja miljoonia epätoivoisia ihmisiä. Se on humanitaarinen, yhteiskunnnallinen ja kansainvälinen katastrofi, jonka epätoivoisuus nostaa pintaan myös ihmisten suurimmat agressiot. Kuinka siitä selvitään?

Näiden bio- ja eko-ongelmien ohella myös ennustellaan myös talouden romahtamista; tämä johtuisi paitsi fossiilisten polttoaineiden rajoittamisesta, myös suoraan ilmastonmuutoksen aiheuttamista rakennus- ja viljelyalueiden menetyksistä, maatalouden tuottavuuden laskusta, ja yleisestä epävakaudesta. Ehkä koko meidän globaali talouselämän voimakas kasvu viimeisen sadan vuoden aikana on pitkälti johtunut fossiilisten polttoaineiden nostamisesta ylös ilmakehään, ja romahdus on nyt sitten suora seuraus siitä.

Tämän talousromahduksen rinnalla vaikuttaa hyvin pienelle se uhka mitä esiteltiin eilisissä uutislähetyksissä: ilmaston lämpötilan noustessa lentoliikenne eteläisille lentokentille pysähtyy, koska koneet eivät pysty nousemaan sieltä enää ilmaan.

Toisaalta, tämä (todennäköinen) ilmastokatastrofi ei kuitenkaan ole mitenkään ainutlaatuinen tämän planeetan historiassa. Nopeista ilmastonmuutoksista johtuneita suuria sukupuuttoja on tapahtunut ennenkin, ja itseasiassa, noin 250 miljoonaa vuotta sitten tapahtunut ns. ”Suuri Kuolema” taisi olla aika samanlainen kuin tämä mikä nyt on tapahtumassa. Tuolloin, n. 95% kaikesta Maan elämästä kuoli. Tämä ilmeisesti johtui siitä että hiilidioksidin määrä nousi nopeasti, lämpötila nousi, meret happamoituvat, ja merieliöt kuolivat. Biomassan hajotessa meriin tuli massiivinen happikato, jonka seurauksena niissä alkoi kehittyä runsaasti rikkivetyä. Tuo myrkyllinen kaasu tappoi paljon lajeja merissä, ja sitä vapautui myös ilmakehään; tämän seurauksena kuoli runsaasti kuivan maan lajeja. Hapelliseen ilmakehään tottunut elämä tukehtui rikkivetyyn ja happipitoisuuden laskuun (http://aikavaellus.fi/aikamatka/251/). Tämä tietenkin tapahtui ilman ihmisen myötävaikutusta, mutta silti prosessi oli samansuuntainen kuin mikä nyt on käynnissä, kasvihuonekaasujen lisääntyessä. Merien myrkyttyminen ja myrkyllisen H₂S-kaasun nousu ilmakehään olisi taas kuin maailmanlaajuinen ”suuri kuolema”.

Paitsi että tämä skenaario on kauhistuttava noin ihmisen yhteiskunnan (ja lajinkin) säilymisen kannalta, se on kuitenkin myös hyvin kiinnostava tieteellisesti. Koko eliökunnan kehitys on aina edennyt sattumanvaraisesti: pitkät vakaan kehityksen kaudet ovat aina ennenkin päättyneet äkillisiin katastrofeifin, jotka ovat pyyhkineet pois olemassa olevan vakiintuneen eliökunnan ja tehneet paljon tyhjää tilaa, johon sitten uudet, satunnaiset, mutta olosuhteisiin sopeutuneet lajit ovat voineet levittäytyä. Tällaisen ”vääjäämättömän tuomiopäivä-skenaarion” edessä useat suuren perspektiivin visionäärit ovat nyt pohdiskelleet että ihmisen pitää rakentaa siirtokuntia tämän planeetan ulkopuolelle, jotta laji voisi säilyä hengissä katastrofin kohdatessa. Tätä on sanonut mm. Stephen Hawking, ja Elon Musk, jonka Mars-siirtokuntasuunnitelmista kerroin edellisessä blogissani.

Älykkään (?) lajimme sukupuuton uhka myös sisältää ilmeisen astrobiologisen ulottuvuuden. David Wallace-Wellsin haastattelemat tutkijat, ja erityisesti paleontologi Peter Ward esittää ajatuksen että tämä olisi nyt laajempi kosminen ilmiö, ja selittäisi Fermin paradoksin, eli sen miksi älykkäät elämän muodot ovat hyvin harvinaisia maailmankaikkeudesta. Tämä voisi johtua siitä että jos niitä syntyy, ne myös aina häviävät hyvin nopeasti, koska ekologiset lainalaisuudet hävittävät pois liian dominoivat ja haitalliset tekijät. Hän kutsuu ilmiötä nimellä ”Suuri Filtteri”.

Toisaalta, useat haastatellut ilmastotutkijat ja ekologit myös uskovat siihen että ihminen on niin älykäs ja taitava että hän pystyy vielä tämänkin ongelman ratkaisemaan. Se voisi ratketa vaikkapa tehokkaiden hiilidioksidi-keräimien avulla (jos tasapaino ei ehdi lipsahtaa niin pitkälle että metaanit alkavat vapautua ilmakehään —).

jokatapauksessa: lämmintä loppukesää kaikille.

Matkalla Marsiin

1.7.2017 klo 00.53, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

SpaceX-yhtiön johtaja, keksijä, suur-investoija Elon Musk visio että ihmisen lajilla tulee olemaan kaksi vaihtotehtoa tulevaisuudessa. Yksi vaihtoehto on jäädä tänne kotiin. Jatkaa entiseen malliin, tehdä kaikenlaista tavallista, ja sitten, jossakin vaiheessa, se kaikki loppuu siihen että joku katastrofi hävittää ihmisen sukupuuttoon. Toinen mahdollisuus on se että ihminen nyt levittäytyy ja asettuu pysyvästi asumaan myös muille planeetoille (Elon Musk, Making Humans a Multi-Planetary Species. NEW SPACE 2017 DOI: 10.1089/space.2017.29009.emu).

Insinöörin suoraviivaisuudella hän perustelee että täällä Maan lähialueilla Mars on paras mahdollinen siirtokunnan kohde. Ja niinhän se toki onkin, ja ainoa mahdollinen. Päivän pituus siellä on sopivasti suunnilleen sama kuin Maassa, ja painovoima on kolmasosa siitä mitä se on täällä, siis olo siellä tuntuisi mukavan kevyelle, hän sanoo. Mars on myös kohtuullisen lähellä, sopivan laukaisuikkunan aikaan vain noin kahdeksan kuukauden avaruusmatkan päässä. Se on sopivalla etäisyydellä Auringosta, ei ole liian kuuma niinkuin on Venuksessa tai Merkuruksessa, mutta on kuitenkin riittävästi luonnonvaloa saatavana vaikka pitämään yllä kasvien fotosynteesiä. Se on elämän vyöhykkeellä.

Mikä tärkeintä, Marsissa on olemassa luonnovaroja joiden varassa ihminen voi tulla toimeen: Ilmakehässä on runsaasti hiilidioksidia; se kovin matalassa ilmanpaineessa, mutta paineistettuna se riittäisi hyvin kasvien fotosynteesin raaka-aineeksi. Myös kasviravinteita löytyy Mars-perästä.  Eräs pieni ongelma on että nykyisellään siellä ei ole paljoakaan ilmakehää, mutta Musk jopa uskoo että jos sen ilmasto lämmitetään kasvihuonekaasujen avulla sinne voidaan palauttaa riittävä ilmakehä, ja jopa sulaa vettä järviin ja mereenkin. Tämä on se sama vanha ajatus mitä kutsutaan myös nimellä ”Terraforming”, tai Maan-kaltaistaminen (https://en.wikipedia.org/wiki/Terraforming_of_Mars). Tuo ajatus tuntuu silti kovin utopistiselle:  vaikka saisivat jään sulamaan kasvihuonekaasujen avulla, niin vesi silti varmaan pysyisi maan alla pohjavetenä. Ja ilmakehää on varmaankin hyvin vaikea palauttaa jos planeetan painovoima on niin pieni että haihtuvat aineet (siis lähinnä typpi) ovat sieltä karanneet pois.

Hyvä uutinen on myös se että Marsista löytyy pinnan alta myäs kohtalaisen runsaasti  vesijäätä (https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6680). Tämä tietenkin on tarpeen sekä ihmisten veden lähteenä että kasvien fotosynteesin lähtöaineena, joka puolestaan tuottaa sekä ruokaa että happea. Ihmisille kelvollinen hapellinen ilmakehä voidaan varmaan tuottaa ja ylläpitää suljetuissa ja paineistetuissa asuintiloissa.

Tähän astisissa suunnitelmissa miehitetyt Mars-asemat ovat rajoittuneet pikkuisiin, lähinnä avaruusalusten näköisiin moduleihin. Näitä esitellään esimerkiksi MarsOne hankkeessa, jonka tavoitteena on myös on viedä ihmisiä asumaan Marsiin jo 2020-luvulla (http://www.mars-one.com/mission). Mutta Elon Musk laittaa suunnitelmat paljon suuremmaksi. Hän laskeskelee että Marsin asuttaminen voi onnistua vain jos se tehdään riittävän suuresti, ja riittävän edullisesti yhtä menijää kohden. Menijöitä pitää siis olla paljon, samoin avaruusaluksia jotka tekevät matkaa edestakaisin, koko ajan. Avaruusalukset tankataan ja lastataan Maan kiertoradoilla suurten tankkeri-kantoalusten avulla, joita nostetaan Maasta tehokkaiden ja uudelleen käytettävien kantorakettien avulla. Marsissa taas  avaruusalukset tankataan siellä tuotettavalla metaanilla (tai metaanilla ja hapella, metaloxilla), ja palautetaan takaisin Maahan. Ihmisten liikenne kuitenkin olisi suunnilleen yksisuuntaista. Kullekin lennolle mahtuisi 100 – 200 matkustajaa. Liikenteen tavoitteena on kasvattaa Marsiin noin miljoonan asukkaan kaupunki, joka sitten pärjäisi siellä omillaan.

Ihan hullu suunnitelma ja pelkkää insinööri-skifiä. Mutta suunnittelijahan on Elon Musk. Jättiläismäinen kantorakenttiprototyyppi on rakenteilla. Ensimmäinen Red Dragon testilento Marsiin pitäisi lähteä vuonna 2018, kiertoradalla tehtävä avaruusaluksen tankkaus tulisi vuonna 2020, ja miehitetyt Mars-lennot (matkustajille?) alkaisivat vuonna 2023. Yhden matkan hinta olisi noin 200,000 $, ja jatkossa ehkä vain 100,000 $ – siis jopa halvempaa kuin talon ostaminen täällä Maan päällä.

Mutta hyvä ihmiset: jos vaikka joskus joudutaankin tuollaisen kaukomatkailun lumoihin, niin nautitaan nyt ensin tästä maanpäällisestä paratiisista, eli Suomen kesästä…

 

Hyvää kesää sinulle!

Ihmisen lajin menneisyys ja tulevaisuus

16.6.2017 klo 10.05, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Ihmisen lajin historia on pitkä ja monivaiheinen. Niinkuin kaikki muukin elämä maapallolla, se juontaa juurensa sieltä yhdestä yhteisestä elämän alusta, noin 4 miljardin vuoden takaa. Vähitellen, aikojen kuluessa, kehitys tuotti monia uusia monimutkaistumisen kerroksia: ehkä noin 1,5 miljardin vuoden kuluttua, ympäristön happipitoisuuden noustua, pari yksinkertaista solua yhtyi ja tuotti eukaryoottisolun. Taas kului ehkä noin 1,5 miljardia vuotta, ja yksisoluisesta eläinsolujen linjasta kehittyi monisoluisia ediakaran-tyyppisiä eläimiä. Nämäkin olivat vielä hyvin alkeellisia, pehmeärakenteisia eläimiä, jotakin meduusojen, polttiaiseläinten ja polyyppien esi-isiä. Sitten taas kului pari sataa miljoonaa vuotta. Tässä kohtaa tapahtui nopea muutos olosuhteissa, ja nyt merien pohjaan ilmaantui suuri valikoima erilaisia pieniä liikkuvia eläimiä. Näillä oli jo kovia tukirakenteita, ja niinpä näistä jäi rikas fossiiliaineisto tulevaisuuden tutkijoiden ihmeteltäväksi. Tätä nopeaa fossiiliaineiston lisääntymistä kutsutaan kambrikauden räjähdykseksi, ja sen aikana syntyi jo kaikkien nykyisten eläinlahkojen esi-isät. Näiden lahkojen joukossa olivat myös selkäjänteiset, eli myöhempien selkärankaisten esi-isät.

Selkärankaisista kehittyi monimuotoisten kalojen lajisto, sellaisetkin joille kehittyi leuat, ja varrelliset lihaksikkaat evät. Maalle nousevista varsieväkaloista taas kehittyivät sammakkoeläimet, niistä taas  matelijat ja esinisäkkäät, viimeksimainitut hiili-permikaudella noin 300 miljoonaa vuotta sitten. Suurten maaeläinten valtalajeiksi nousivat matelijat, kaikenlaiset liskot ja dinosaurukset, noin 200 miljoonan vuoden ajaksi. Nisäkkäät saivat oman kukoistusmahdollisuutensa vasta sen jälkeen kun dinosaurukset kuolivat Chicxulubin meteoriitti-iskun aiheuttamaan  monivuotiseen vulkaaniseen talveen, 66 miljoonaa vuotta sitten.

Liskojen jälkeen alkoi erilaisten pienten nisäkkäiden valtakausi, joka pian tuotti myös aroilla vaeltavat suuremmat kasvissyöjäeläimet, ja niitä syövät suuret pedot. Nisäkkäiden joukossa kehittyivät myös pienent kädelliset, joiden joukosta nousivat monimuotoiset apinat Mioseenikaudella, noin 23-5 miljoonaa vuotta sitten. Apinat menestyivät erityisen hyvin Afrikan mantereella. Kuitenkin, aivan uuden löydöksen perusteella suurten apinoiden kehityslinjaa esiintyi mm. Balkanin ja Kreikan alueella noin 7 miljoonaa vuotta sitten https://phys.org/news/2017-05-scientists-million-year-old-pre-human-balkans.html

Tällainen levinnäisyys ei sinänsä ole kummallista kun muistetaan että noihin aikoihin myös Välimeren allas oli kuivunut suolatasongoksi, sen johdosta että vesiyhteys valtamereen oli katkennut Gibraltarin kannaksen noustessa.

Kaikki nuo suuret muutokset planeetan lajistossa ja uusien lajien nousussa ovat liittyneet suuriin ilmastonmuutoksiin ja tai muiden suurten mullistusten aiheuttamiin sukupuuttoihin. Tällaisen suuren ilmastonmuutoksen, eli ilmaston kuivumisen ja viilenemisen seurauksena myös Homini-lahkon esi-isät siirtyivät sademetsien puiden latvustoista aukealle savannille. Tämän eriseuraisuuden myötä ne erkanivat isojen apinoiden kehityslinjasta, noin 6 miljoonaa vuotta sitten. Uudessa elinympäristössään Homini-linja alkoi sopeutua ihan uusiin haasteisiin. Sen piti kehittää uusia taitoja ja ominaisuuksia sekä fyysisen että älyllisen kyvykkyyden puolella. Sen piti esimerkiksi pystyä pakenemaan pedoilta, ja toisaalta, metsästää riistaa itselleen. Piti nähdä kauas, ja piti pystyä juoksemaan kovaa. Niinpä ihminen alkoi kävellä pysytyasennossa, kahdella jalalla. Tällainen kahdella jalalla kävelevä ihmisen esi-isä, Etiopianapinaihminen (Ardipithecus ramidus), lempinimeltään Ardi, eli Itä-Afrikassa noin 4,4 miljoonaa vuotta sitten.

Alkukodistaan Afrikan mantereelta Homini linjan varhaiset muodot vaelsivat jo kauas pohjoiseen ja Kauko-Itään. Hyvinkin laajalle levinnyt Homo sapiensin edeltäjä, nimeltään Homo erectus, tai Homo heidelbergis laji eleli jo noin 2 miljoonaa vuotta sitten aina Kiinassa ja Georgiassa asti (https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_human_evolution_fossils).

Ihmisen sukuisia lajeja, tai alalajeja kehittyi useita; myös tuolla kaukoidässä. Kuitenkin nykyihminen  kehittyi Afrikassa, ihan viimeisimmän tiedon mukaan jo ainakin 300 000 vuotta sitten. https://www.nature.com/nature/journal/v546/n7657/full/nature22336.html. Hauskasti, tämä ihmisen kehityshistorian tarkentuminen herättää kiivasta keskustelua puolesta ja vastaan; ilmeisesti kovin kuumalla tutkimusalalla tutkijoiden kuuluu kriittisesti kommentoida toinen toistensa johtopäätöksiä.

https://arstechnica.com/science/2017/06/300000-year-old-early-homo-sapiens-sparks-debate-over-evolution/.

Suuriin ilmastonmuutoksiin, ilmaston viilemeniseen ja kuivumiseen liittyi taas sekin että oma lajimme lähti vaeltamaan Afrikasta laajemmalle, ensin noin 60 000 vuotta sitten Lähi-Itään, ja siitä sitten pohjoiseen ja itään päin noin 30 000 vuotta sitten. Valtavan mielenkiintoista on että noihin aikoihin maailmassa oli olemassa vielä neljä tai viisikin ihmisen lähisukuista lajia, kuten tuo esi-isämme Homo erectus, ja serkku- tai sisarlajejamme H. neanderthalensis. H. denisovan ja H. florisiensis, ehkä myös H. tsaichangensis eli kiinanihminen.

Sitten, Homo sapiens sapiens valloitti maailman, ja nuo muut hävisivät pois.

Niinhän se aina menee. Uudet lajit tulevat, ja entiset joutuvat väistymään. Merkittävänä valintatekijänä toimii sopeutumiskyky nopeasti muuttuviin olosuhteisiin, ja valitsevina olosuhteina ovat monesti toimineet suuret ilmastonmuutokset. Tulevina aikoina käy ilmi, miten nykyinen teknologinen ihmisen laji (ja maailman muu lajisto) pystyy sopeutumaan seuraavaan suureen ilmastonmuutokseen. Eliökunta on ihmeellisen muovautuvainen, aina se tuottaa uuttaa, uusia ihmeellisä lajeja ja lajistoja.

Mutta nyt lyhyellä aikavälillä odottelemme ihanaa kesäilmastoa. Itselläni on nyt aikomus sopeutua niin että istuskelen vain hiljaa pienen mökkimme päätypenkillä, katselen järvelle ja kuuntelen aikojen huminaa. Aika on niin kovin arvokas ja rajallinen luonnonvara, oikeastaan se on kaikki mitä meillä on.

Noita aikojen ja asioiden muuttumisia voi ihmetellä myös sivulta

www.aikavaellus.fi/aikajana

 

 

 

 

 

 

Astrobiologiasta ja elämänkatsomuksesta

24.5.2017 klo 22.44, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Astrobiologia on outo tieteenala. Se on monitahoinen ja monikerroksellinen lähestymistapa elämän, ja siinä ohella, myös kaiken muunkin olemassaoloon. Se toimii luonnontieteiden maailmassa, mutta pyrkii hakemaan vastauksia ihmisen ikuisiin  maailmankatsomuksellisiin kysymyksiin, kuten kysymykseen miksi me olemme täällä. Tässä kohtaa sana ”me” ei tarkoita vain meitä ihmisen lajisia, vaan koko eliökuntaa, kaikessa monimuotoisuudessaan. Tuo olemassa olemisen kysymys laajenee heti samantien lukuisiksi seuraaviksi kysymyksiksi. Näihin kuuluvat myös  ihmisen lajin oman olemassa olon kysymykset: miksi me kädelliset, kahdella jalalla kulkevat, älykkäät ja teknisesti taitavat eliöt olemme kehittyneet tällaisiksi.

Ensimmäinen ja lähes itsestään selvä vastaus mainittuun kysymykseen on tietysti se että olemme täällä pitkällisen evoluution, lisääntymisen ja luonnonvalinnan tuotteena. Mutta heti seuraava ksymymys onkin: mitkä tekijät ovat ajaneet evoluutiota tähän suuntaan? Millaiset ovat olleet ne olosuhteet jotka ovat vaikuttaneet lajien kehitykseen tämän planeetan historian aikana? Miten planeetan kallioperän ja ilmakehän prosessit ovat aikojen kuluessa muovanneet olosuhteita? Tai, miten kehittyvä eliökunta itse on vaikuttanut olosuhteisiin, tai miten lajien keskinäiset suhteet, kilpailu ja olemassa olon taistelu ovat vaikuttaneet lajiston kehittymiseen. Millaisten vaiheiden kautta elämä on kehittynyt, mihin kaikkiin olosuhteisiin se on sopeutunut? Näihin kysymyksiin asianomaiset tieteenalat tietävät jo hyvinkin seikkaperäisiä vastauksia, ja ne kaikki yhdistyvät myös siihen kokonaiskuvaan ja jatkumoon jota astrobiologia rakentaa.

Sellaisiin kysymyksiin kuin miten elämä on saattanut syntyä elottoman kemian tuotteena, tai, mitä elämä ylipäätään on, luonnontieteillä ei vielä ole olemassa selkeitä vastauksia. Nämäkin kuuluvat astrobiologian keskeisiin kysymyksiin.

Tuo elämän alkuperän kysymys sisältää ensin kysymyksen siitä, miten eloton (prebioottinen) kemia muuttui biokemiaksi, ja itseään ylläpitäväksi elämäksi. Tuo tapahtuma ilmeisesti kehittyi valtavan laajan kemiallisen verkoston tuotteena, mutta silläkin on hyvin pitkät juuret myös toiseen suuntaan: Meidän pitäisi tietää ja ymmärtää millaiset olivat ne olosuhteet nuorella maapallolla mitkä  johtivat elämän syntyyn täällä.

Seuraavaksi, haluaisimme ymmärtää elämän syntyä ja kehitystä myös yleisemmin, ja laajemmassa mittäkaavassa: Millaiselle planeetalle elämä ylipäänsä voi syntyä, tai millaisella planeetalla se voi säilyä ja kukoistaa? Millaiset olosuhteet täytyy vallita kyseisellä planeetalla, tai koko planeettakunnassa? Entä, minkälainen emotähti voi pitää yllä elävää planeettaa? Onko avaruudessa ehkä paljonkin tällaisia elämän kodiksi kelpaavia planeettoja. Jos on, niin onkohan siellä muualla elämää. Jos on, niin millaistahan se olisi: olisiko se välttämättä tällaista samanlaista kuin täällä meillä? Onko ”elämä” juuri tämä tarkasti määräytynyt ilmiö joka perustuu samoihin rakenneosiin ja samanlaiseen kemiaan kuin täällä meillä, vai voisiko se olla jotakin muuta? Voisiko se olla moninainen ja vaihteleva, aina uutta muotoansa hakeva ja vallitseviin olosuhteisiin sopeutuva prosessi?  Onko se täällä kerran toteutunut sattuman oikku, vai onko se kosminen imperatiivi joka juontaa juurensa alkuaineiden ominaisuuksista, ja fysiikan peruslaeista.

Me olemme oppineet ajattelemaan että maailmankaikkeuden kattavana lakina on termodynamiikka, joka ajaa kaikkia maailman rakententeita kohti yhä suurempaa kylmyyttä ja epäjärjestystä. Elämä kuitenkin sinnittelee tätä perussuuntausta vastaan. Olisiko sittenkin niin, että maailmankaikkeudessa, aineen ja energian olemuksessa on vallalla myös jonkinlainen järjestystä tuottava ja ylläpitävä lainalaisuus.

Ennen aikaan ihmisten maailmankatsomukset rakentuivat vain myyttisten mielikuvien varaan. Nyt tämä meidän olemassaolomme suuri tarina rakentuu yhä enemmän, ja yhä tarkemmin, tutkitun tiedon varaan. Se suuri tarina rakentuu kuitenkin pienistä, ja loputtoman monista yksityiskohdista. Lienee jopa niin, että tuo tarina ei (ehkä?) koskaan tule valmiiksi. Se tarkentuu, ja varmentuu, mutta yleensä uudet löydökset tuovat mukanaan myös seuraavan, tai monia seuraavia kysymyksiä: kun saadaan selville asioiden ja tapahtumien kulkua, seuraavaksi aina voidaan kysyä miten se tapahtui, ja miksi. Tai, mitä sitten.

Pienistä yksityiskohdista vähitellen rakentuu suuren kokonaisuuden ymmärtäminen. Mutta silti, meiltä varmaan puuttuu monia perustavaa laatua olevia palasia tästä kuvasta. Emme esimerkiksi ymmärrä mi(t)kä tekijä(t) ajoivat sellaista rakenteiden monimutkaisuuden lisääntymistä, joka johti itseään kopioivan toiminnallisen informaation syntyyn, tai, mi(t)kä johti(vat) sellaisen tietoisuuden ja käsitteellisen ajattelun syntyyn, jotka voivat kysellä, ja jopa ymmärtää, omaa alkuperäänsä.