Znalezienie życia na innych planetach może być trudniejsze, niż myśleliśmy, bo warunki jego powstania okazują się bardziej restrykcyjne, niż nam sie wydawało. Najnowsze doniesienia naukowców z Uniwersytetu ETH w Zurychu na ten temat publikuje czasopismo "Nature Astronomy". Autorzy rzucają nowe światło na problem, dlaczego wśród niezliczonych planet we wszechświecie tylko nieliczne mają szansę stać się kolebką życia. Wyniki tych analiz wskazują, że Ziemia zawdzięcza swoje unikatowe warunki istnieniu w niezwykle wąskiej "chemicznej strefie zamieszkiwalnej", która umożliwiła powstanie i rozwój życia. Odkrycia te mogą mieć kluczowe znaczenie dla przyszłych poszukiwań życia poza Układem Słonecznym.
- Więcej aktualnych informacji z Polski i ze świata znajdziesz na stronie głównej RMF24.pl.
Dotychczasowe poszukiwania życia poza Ziemią koncentrowały się głównie w miejscach o temperaturze, która pozwala wodzie istnieć w postaci ciekłej. Praca Szwajcarów sugeruje jednak, że to nie wystarczy. Nawet jeśli planeta ma wodę, znajduje się w tzw. sferze zamieszkiwalnej, może być od początku chemicznie niezdolna do powstania życia, jakie znamy, jeśli zabraknie na niej fosforu lub azotu. Oznacza to, że naukowcy muszą uwzględniać w swoich poszukiwaniach także warunki chemiczne panujące podczas narodzin planet. Kluczowe jest określenie, czy warunki tlenowe umożliwiały zachowanie niezbędnych pierwiastków.
Aby życie mogło się rozwinąć, niezbędna jest obecność odpowiednich pierwiastków w odpowiednich ilościach. Szczególnie istotne są fosfor i azot.
Fosfor odgrywa fundamentalną rolę w budowie DNA i RNA, które przechowują i przekazują informację genetyczną, a także w procesach energetycznych komórek. Azot z kolei jest niezbędny do tworzenia białek, które stanowią podstawę struktury i funkcjonowania wszystkich organizmów żywych. Bez tych dwóch pierwiastków życie, jakie znamy, nie mogłoby powstać.
Zespół badaczy pod kierunkiem dr Craiga Waltona oraz prof. Marii Schönbächler wykazał, że kluczowym etapem w historii każdej planety jest moment formowania się jej jądra. W tym czasie zachodzi proces segregacji pierwiastków: ciężkie metale, takie jak żelazo, opadają do wnętrza planety, tworząc jądro, podczas gdy lżejsze pierwiastki pozostają w płaszczu i skorupie.
To właśnie wtedy ilość dostępnego tlenu odgrywa decydującą rolę. Jeśli tlenu jest zbyt mało, fosfor wiąże się z żelazem i razem z nim trafia do jądra, stając się niedostępnym dla późniejszych procesów biologicznych. Z kolei nadmiar tlenu powoduje, że fosfor pozostaje w płaszczu, ale azot łatwo ulatnia się do atmosfery i ucieka. Tylko w bardzo wąskim zakresie pośrednich warunków, który można określić mianem "chemicznej strefy zamieszkiwalnej", oba pierwiastki pozostają w płaszczu planety w ilościach wystarczających do powstania życia.
Modele komputerowe przygotowane przez autorów pracy jednoznacznie wskazują, że Ziemia znalazła się dokładnie w tym wyjątkowym przedziale warunków. Gdyby podczas formowania się jądra naszej planety ilość tlenu była choć trochę inna, na Ziemi nie byłoby wystarczająco dużo fosforu lub azotu, by mogło rozwinąć się życie.
Analiza warunków panujących na Marsie pokazuje, jak niewielkie różnice w chemii mogą mieć ogromne konsekwencje. W przypadku Czerwonej Planety ilość tlenu podczas formowania się jądra była inna niż na Ziemi. Skutkiem tego w płaszczu Marsa znajduje się więcej fosforu, ale znacznie mniej azotu, co czyni warunki do powstania życia znacznie trudniejszymi.
Według naukowców, dalsze poszukiwania życia poza Ziemią powinny być znacznie bardziej ukierunkowane. Kluczowe znaczenie ma analiza składu chemicznego gwiazd i ich układów planetarnych. Planety powstają bowiem z tej samej materii, co ich gwiazdy macierzyste. Jeśli skład chemiczny gwiazdy znacząco odbiega od naszego Słońca, szanse na powstanie planet o warunkach podobnych do Ziemi drastycznie maleją.
Nowoczesne teleskopy pozwalają już dziś na analizę składu chemicznego odległych gwiazd i ich układów planetarnych. Dzięki temu astronomowie mogą wytypować te z nich, które mają największe szanse na goszczenie planet o warunkach sprzyjających życiu.