Élet a marsi dűnéken? Szathmáry Eörs

Az előadások a következő témára: "Élet a marsi dűnéken? Szathmáry Eörs"— Előadás másolata:

1 Élet a marsi dűnéken? Szathmáry Eörs szathmary@colbud.hu
Collegium Budapest ELTE Budapest

2 Mi az asztrobiológia? Korábban exobiológia
Ma az életfeltételek lehetséges határainak kutatását is magában foglalja, itt és másutt Fókuszban az extremofilek A sugárzásnak kitett biológiai anyag vizsgálata (baktériumok és emberek csillagközi utazása?)

3 De mi az élet, amit keresünk?
A minimális élet valamilyen elvont képére van szükség Kiindulunk a mai baktériumokból El tudunk-e képzelni valami egyszerűbbet?

4 Egy fontos lépés: Gánti munkássága

5 Gánti chemoton modellje
Anyagcsere Templát replikáció Membrán növekedés MINDHÁROM ALRENDSZER AUTOKATALITIKUS

6 Milyen reális rendszerek tölthetik be az egyes szerepeket?
Ez az elméleti és kísérletes kémia problémája Ehhez a tudomány még nem elég fejlett Nem sokat tudunk a kémiáról a földitől eltérő körülmények között!

7 Kémiai rendszerek szuperrendszerré szervezése (1974)
CHEMOTON: egy olyan kémiai szuperrendszer, amely egyben biológiai minimálrendszer

8 A szuperrendszerré válás lehetséges útjai
anyagcsere A H határoló A Ö A H Ö öröklődés H Ö

9 A legfőbb nyílt kérdés Életképes-e a chemoton valamilyen katalízis nélkül? Elegendő kanalizációt biztosít-e a membrán? Lehetséges-e nem-enzimes replikáció? MÉG AKKOR IS, HA ENZIMEK NÉLKÜL A CHEMOTON NEM MEGVALÓSÍTHATÓ, AZ ÁLTALUK SZABÁLYOZOTT RENDSZER ABSZTRAKT MODELLJE MARAD

10 A legfőbb kérdés Ha van 1000 földszerű bolygó, akkor t idő alatt hányon fejlődik ki Az élet egyszerű formája Olyasmi, mint a genetikai kód A többsejtűség bonyolult formái Egy, a természetes nyelvet használó faj? NEM TUDJUK!!!

11 Lehetséges élőhelyek a Naprendszerben
Mars (lehet, hogy ez „nem független kísérlet”) Europa (ez már inkább független) Nincsen meggyőző bizonyíték az élet létére ezeken az égitesteken A függetlenül kifejlődött élet információval szolgál az élet esetleges és szükségszerű sajátosságairól

12 A Jupiter Galilei-holdjai
Io Europa Ganymedes Callisto

13 Az Europa lehetséges belső szerkezetei
A mérések és számítások folyékony óceánt sejtetnek (100 km mély!) Mélytengeri hévforrások lehetősége Az energia a Jupiter-Io-Europa rendszerből jön

14 Az Europa felszíni jegének töredezettsége aktivitásra utal

15 Mars: egy halott bolygó(?)
Nagyon száraz Nagyon hideg (mínusz 130 C) Erős UV sugárzás (190 nm fölött) Ritka légkör (6 mbar)

16 A múltban sok víz lehetett
A víz a sugárzás hatására elbomlott és a hidrogén elszökött Van a talajban egy erős oxigén csapda Több, mint 3 milliárd évvel ezelőtt a feltételek az élet kialakulásához igen kedvezőek lehettek Van-e mai túlélő?

17 Egy ősi tó és kifolyása tó Loire völgye

18 A marsi vízözön mérete

19 Ciklikus és epizodikus változások?

20 A Viking szonda nem talált meggyőző bizonyítékot
Az egyenlítői sivatagban könnyű leszállni, DE Nagyon nehéz ott az élet bármi nyomát feltalálni A talaj oxidáló DE néhány oxidált szerves vegyület elkerülhette az azonosítást

21 A múltbeli élet nyomai vitatottak
Ez vajon biológiai eredetű?

22 Dark Dune Spots (DDSs): sötét dűnefoltok mint élőhelyek (2001)?

23 DDS helyek a déli féltekén (Mars Global Surveyor adataiból)
MOC képek Sötét dűnék Malin Space Science Systems

24 A DDS-ek CSAK a dűnéken vannak…

25 …és belső szerkezetük van

26 Egy nem kielégítő magyarázat: a CO2 jég egyszerű szublimációja
A foltoknak véletlenszerű helyeken kellene megjelenniük Az erős besugárzásnak kitett helyeken Az albedo csökken, ahogy a jég vékonyodik Pozitív visszacsatolás: gyorsabb szublimáció

27 Az egyszerű fagyás-szublimáció NEM működik, mert…
A foltok képződése alulról indul meg!

28 Az egyszerű fagyás-szublimáció NEM működik, mert…
A foltok nem a kitett helyeken jelennek meg!

29 Az egyszerű fagyás-szublimáció NEM működik, mert…
Éves visszatérés (>75%) ugyanazon helyeken!

30 Az egyszerű fagyás-szublimáció NEM működik, mert…
A lejtőkön a DDS-ekből lefolyások indulnak Mindig lefelé Elnyúlt foltokból A gravitáció hat a folyamatra!

31 A folyások vízfolyások lehetnek
A száraz bolygó jóval nedvesebb, mint gondolták Nagyon sok víz van: Mindkét hósapkában A sarki régió felső rétegében (permafrost) Egyéb lefolyásokban

32 Mars Odyssey HEND mérések
High Energy Neutron Detector A magas energiájú neutronok csökkent szintje Sok hidrogén a felszíni régióban A vízben gazdag réteg legalább több deciméter vastag

33 Fagyott víz a sarki területeken

34 Fiatal vízmosások olvadó hóból
A kráterek alkóvjában megmaradó hó éves olvadásából származnak  Észak

35 Clow (1987) olvadási modellje
Az olvadás a hó és a jég alatt következik be A paraméterek széles tartományában lehetséges A hóban pornak kell lennie

36 A HEND mérések és a DDS helyek!

37 A DDS-ek különböznek a vízmosásoktól, mert
Évente visszatérnek A felettük lévő hó/jég takaró évente újra képződik Kráter alkóvok és lejtők nem kellenek hozzájuk De a dűneanyagra szükség van! A DDS-ekből induló víz is a jég alatt folyik Lassú olvadás és nem gázáramlás: NINCSEN robbanásos forma A sósság ismeretlen, de nagyon fontos lehet

38 A sósság hatása az olvadó vízre

39 Rétegezett takaró a dűnéken (2002)
Vízjég, klatrát és CO2 jég ebben a sorrendben rakódik le A fagy először a dűnéken jelenik meg és utoljára róluk tűnik el A teljes takaró m vastag (laser altimeter)

40 A sötét foltokból a nyárra szürke foltok maradnak vissza

41 A biológiai hipotézis Fotoszintetikus organizmusok éves feléledése
A jég kiválóan véd a hidegtől, a szárazságtól és a sugárzástól Az organizmusoknak a jég átolvadása előtt élettelen állapotba kell kerülniük (‘adaptív spórásodás’)

42 Részleges analógiák keresése a Földön (extremofilek)
Az antarktiszi Száraz Völgyek Hideg és száraz Magas UV szint Kevés ózon

43 Bakteriális élet a jégben
E baktériumok állandóan a jégben vannak!

44 Fotoszintetikus mikroorganizmusok
Egy gazdag konzorcium központjában

45 A Földön is vannak jó hidegtűrők
Az Antarktiszon –70 °C-ig lemegy a hőmérséklet A spóráknak mindegy, hogy milyen hideg van Zuzmó fotoszintézis a hó alatt –20 °C-on is lehetséges, amikor a felszíni hőmérséklet még jóval ezalatt van Nem kell folyékony víz, csak megfelelő vízpotenciál A kékalgák rehidrációja villámgyors Sok kékalga sókedvelő!

46 Összefoglalás A DDS-ek lehetséges élőhelyek a mai Marson
Lehetséges, hogy valóságos élőhelyek A földi analógiák bíztatóak Fotoszintetikus pigmentek azonosítása perdöntő lehet (felbontás, tartomány!) Leszálló egységek menjenek érdekes helyekre !