Miksi emme itse vie elämää muille planeetoille?
HS:n tiedetoimitus pyytää nyt vastausta tällaiseen, jonkun Tiede-lehden lukijan lähettämään kysymykseen.
Niinpä niin. Monet muutkin ovat tätä kyselleet, ja varmaan edelleenkin kyselevät. Jotkut astrobiologit ovat jopa vakavissaan ehdotelleet että kasvien siemeniä pitäisi lähettää luotainten mukana pitkin avaruutta. Mutta ei toki, avaruusluotainten mukana ei ole lähetetty yhtään siementä mihinkään. Tärkein syy on se että jos jossakin siellä – jossakin tavoitettavien etäisyyksien päässä – olisi olemassa joku elinkelpoinen ympäristö, meidän ensimmäinen velvollisuus on olla häiritsemättä siellä mahdollisesti jo olemassa olevaa elämää.
Mutta olisiko elämän kylväminen avaruuteen (eli muiden taivaankappaleiden asuttaminen – tai kontaminoiminen) mahdollista? Tätä kysymystä on tutkittu paljonkin teoreettisella ja kokeellisella tasolla. Ensimmäisiä kysymyksiä tällä alalla on se, voisivatko Maan eliöt, tai edes jotkut niistä, selvitä tuollaisissa vieraiden planeettojen olosuhteissa. Seuraava kysymys on, miten ihminen voisi istuttaa elämää tällaisiin avaruuspuutarhoihin.
Selviytymiskokeet ovat osoittaneet että monet bakteerilajit, syanobakteerit, jäkälät, sienet, ja jopa jotkut monisoluiset eläimet kuten karhunkaiset säilyvät elinkykyisinä joitakin aikoja avaruuden tyhjössä ja kylmyydessä, kunhan ne vain suojataan voimakkaalta hiukkas- ja UV-säteilyltä. Kuitenkin näissä ankarissa olosuhteissa säilyvät vain näiden eliöiden lepomuodot, kuten bakteerien tai sienten itiöt, tai kuivuneet jäkälät tai karhunkaiset. Maan eliöiden aktiivinen elämä avaruuden avoimissa olosuhteissa ei onnistu korkean säteilyn, tyhjön, ja kylmyyden takia.
Omassa planeettakunnassamme olisi yksi sellainen taivaankappale jolla voisi löytyä Maan elämälle sopivia suojaisia piilopaikkoja, ja se on tietysti naapuriplaneettamme Mars. Senkin pinnalla olosuhteet ovat elämälle liian ankarat. Suurin syy tähän on se että että sieltä puuttuu suojaava otsoni-pitoinen ilmakehä joka pysäyttäisi avaruudesta tulevan UV-säteily, tasoittaisi lämpötilaa ja antaisi sellaisen ilmanpaineen joka pitää veden nestemäisessä muodossa. Meille happea hengittäville eliöille on ongelmallista myös se että ilmassa ei ole riittävästi happea, mutta tätähän tietenkään monet kasvit tai mikrobit eivät tarvitse. Alkeellisten eliöiden elämä Marsin pinnalla saattaisi hyvinkin onnistua, jos kyseiselle eliölle järjestetään olosuhteet jotka suojaavat säteilyltä ja kuivuudelta.
Ja tällaistahan ihmiset nyt suunnittelevat niiden hankkeiden yhteydessä, joiden tavoitteena on pystyttää Marsin pinnalle sellaisia tukikohtia, missä ihmiset voisivat asia pysyvästi.
http://abcnews.go.com/Technology/spacex-unveils-plan-manned-mars-mission/story?id=42397714
Tällaisen ihmisen siirtokunnan pitäisi tietenkin viedä uudelle kotiplaneetalle mukanaan sellaisia perustuotantoeliöitä – kasveja, leviä ja mikrobeja – joiden avulla se voisi tuottaa itselleen elintarvikkeita, happea ja polttoaineita. Mutta mukana tulisi tietysti myös valtava määrä erilaisia kontaminoivia mikrobeja.
Suureellisimmat Mars-planeetan asuttamis-suunnitelmat tähtäävät koko planeetan muokaamiseen Maan elämälle kelvolliseksi, eli Marsin maankaltaistamiseen. Tähän tarvittaisiin se että Marsiin saataisiin palautettua riittävä, kasvihuonekaasuja sisältävä ilmakehä, jonka ansioista lämpötila nousisi niin että planeetan vesivarat sulaisivat, ja pysyisivät nestemäisinä. On ajateltu että tämä onnistuisi sulattamalla Marsin navoilla olevia CO2-jäätiköitä joko avaruuspeilien avulla, tai esimerkiksi tuottamalla planeetalla runsaasti fluorihiilivety-kaasuja, jotka toimivat erittäin tehokkaina kasvihuonekaasuina.
http://www.astronomy.com/news/2016/06/these-experiments-are-building-the-case-to-terraform-mars
Tällaisia teoreettisia skenaariota on siis kehitelty – mutta ehkä tuo suunnitelma ei olekaan ihan pätevä, sillä uudet tiedot osoittavat että Marsissa ei olekaan enää olemassa niin paljoa hiilidioksidi-jäätä, että se riittäisi tuottamaan riittävän paksua ilmakehää ja ilmanpainetta nestemäisen veden ylläpitämiseen.
http://www.space.com/31044-mars-terraforming-nasa-maven-mission.html
Ainoa mahdollinen Marsin asutus-mahdollisuus lienee siis rajoittua joko suljettuihin moduleihin, tai mahdollisesti, jonkinlaisten suljettujen kupujen alle…
Mutta tämähän on, toistaiseksi ainakin, ajatus jonka YK:ssa sovitut planeettojen suojelusopimukset ehdottomasti kieltävät.
Onko tosiaan niin että kasvit pärjäävät pelkässä CO2-ilmakehässä?
Lienee jonkun verran lajikohtainen kysymys, mutta ainakin Arabidopsis pärjää hyvin, ja hyötyy korkeammista CO2:n osapaineista, ainakin 50 mbar asti — varmaan korkeammallekin.
Tuo Maven-linkki on muuten vain sellaista kevyttä tarinointitiedejournalismia jonka välittämä mielikuva ei juurikaan vastaa sitä mitä sen takana olevissa papereissa on saatu selville. Kysymys Marsin napojen ja pinnan hiilidioksidivarannon suuruudesta on geologinen eikä sitä voi saada selville yläilmakehää mittaamalla.
Todellisuudessa ilmakehän pako kaikilta kolmelta maankaltaiselta planeetalta on mittausten mukaan suunnilleen samansuuruinen (ei siis näytä riippuvan ratkaisevasti planeetan magneettikentästä) ja suuruudeltaan geologiselta kannalta merkityksetön. Se kuinka suuri pako on ollut menneisyydessä riippuu siitä kuinka aktiivinen aurinko on ollut erityisesti UV-mielessä, ja sitähän me emme tiedä joten siinä suhtessa spekuloida voi moneen suuntaan. Näytön puutteessa nollahypoteesini on kuitenkin että pakoprosesseilla ei ole silloinkaan ollut geologisessa mielessä merkittävää roolia. Ainoastaan vety ja helium ovat niin kevyitä että ne karkaavat varsinkin Marsista melko helposti, mutta jotta prosessi toimisi, tarvitaan ensin jokin mekanismi joka hajottaa vettä tehokkaasti vedyksi ja hapeksi. Sellainen on vaikeaa, koska jäljelle jäänyt happi muodostaa otsonia joka reagoi vedyn kanssa muodostaen uudelleen vettä. Myös veden nouseminen ilmakehässä riittävän korkealle jotta UV hajottaisi sitä tehokkaasti on vaikeaa koska ilmakehässä on kylmiä kerroksia joista vesi putoaa helposti alas lumisateena.
Tämä ei ole ensimmäinen kerta kun ilmakehien pakoprosesseja tutkivien tutkijoiden tuloksia uutisoidaan tavalla joka mielestäni lähenee vääristelyä. Planetologian muilla aloilla en ole vastaavaan törmännyt, siltä osin kuin pystyn asiaa arvioimaan.
… nää on kyllä asiaa tuntemattomalla aika vaikeita juttuja arvioida, kun näyttää niin olevan jopa asiantuntijoille. Kun tuosta ilmatilasta ja ilmanalasta ei jää paljoakaan jälkiä, paitsi muuttuneisiin pinnanmuotoihin tai geologisiin kerrostumiin…