Lehet-e élet a Marson? 2004. november 6. Simon Tamás.

Az előadások a következő témára: "Lehet-e élet a Marson? 2004. november 6. Simon Tamás."— Előadás másolata:

1 Lehet-e élet a Marson? 2004. november 6. Simon Tamás

2 A MARS MAI JELLEMZŐI – 1.

3 A MARS MAI JELLEMZŐI – 2. A Földhöz leginkább hasonló égitest a Naprendszerben Szilárd felszínű kőzetbolygó (átmérő: 6,794 km) Naptól mért közepes távolsága: 1,52 CSE: kedvező légköri viszonyok esetén stabilan létezhet folyékony víz A nappalok és éjszakák: földihez hasonlóak - élőlények periodikus életműködései Tengelyferdeség: a Földéhez hasonló - évszakok Az egyik legfontosabb fizikai eltérés: a gravitáció csak harmada a földinek.

4 A MARS MAI JELLEMZŐI – 3. Felszíni átlaghőmérséklet: -54 Celsius-fok (Föld: +15 Celsius-fok) Kedvezőtlen az anyagcsere- folyamatok sebessége és a folyékony víz megjelenése szempontjából. Légkör igen ritka; felszíni légnyomás: átlagosan 6 mbar. A légkör 95%-a szén-dioxid (oxigén csak nyomokban). Ózonréteg nincs (ultraibolya- sugárzás).

5 A MARS MAI JELLEMZŐI – 4. A Marson is minden olyan kémiai elem rendelkezésre áll, amely az általunk ismert, szén alapú élethez szükséges. A kéreg felső, felszíni rétege erősen oxidált. Energiaforrások: a Nap energiájából (fotoszintézissel), illetve különféle szervetlen vegyületek redukálásából (kemoszintézissel).

6 A MARS A MÚLTBAN – 1. MINDEZEK ELLENÉRE MA IS LEHET ÉLET A MARSON. A MÚLTBAN AZONBAN KEDVEZŐBBEK VOLTAK AZ ÉLETFELTÉTELEK. MIÉRT? Egyre több bizonyíték: kb. négymilliárd évvel ezelőtt a Mars sokkal melegebb és nedvesebb égitest volt, mint napjainkban.

7 A MARS A MÚLTBAN – 2. Globális domborzati viszonyok (MGS) – nagy északi óceán

8 A MARS A MÚLTBAN – 3. Nagyobb medencékben, kráterekben: tavak, tengerek Pl. Gusev- kráter, Spirit

9 A MARS A MÚLTBAN – 4. Folyóvölgyek, áradásos területek A közelmúltban felfedezett, felszín alatti víztartó rétegekből történő vízfolyások nyomai

10 A MARS A MÚLTBAN – 5. Minden valószínűség szerint vízben lerakódott üledékes rétegsorok

11 A MARS A MÚLTBAN – 6. Légkör: sokkal vastagabb és magasabb hőmérsékletű volt A felszínt mágneses és légköri pajzsok védték Folyékony víz a felszínen Ilyen körülmények között megjelenhetett az általunk ismert élet

12 A MARS A MÚLTBAN – 7. Az élet a hévforrások környékén alakulhatott ki 3,5-4 milliárd évvel ezelőtt a Mars vulkanikusan aktív égitest volt Számos hidrotermális környezet alakult ki, ahol a víz, a hő és a kéregből kioldott ásványi anyagok egyaránt rendelkezésre álltak A földi élet a hévforrások környékén vehette kezdetét (hipertermofil fajok)

13 A MARS A MÚLTBAN – 8. Pánspermia-elmélet - az élet vándorolhat az égitestek között Föld-Mars kombinációk

14 A MARS A MÚLTBAN – 9. A marsi élet abortusza Légkörvesztés, légköri pajzsok elvesztése Drámai légnyomáscsökkenés Mérséklődő üvegházhatás, LEHŰLÉS A víz a poláris jégsapkákba és a felszíni törmelékbe, az ún. regolitba fagyott Mintegy 3,5 milliárd évvel ezelőtt már csak nagyon elszigetelt ökológiai fülkékben maradhatott fenn az élet

15 VÍZJÉG A MARS TALAJÁBAN (Mars Odyssey)

16 ALAPVETŐ KÉRDÉSEK 1. Megtalálhatók-e az egykori marsi élet nyomai, amennyiben az valóban létezett? 2. A mai mostoha körülmények ellenére létezhetnek-e egyszerű szerveződésű organizmusok a Marson?

17 A VIKING-ŰRSZONDÁK BIOLÓGIA KÍSÉRLETEI ÉS EZEK ÚJRAÉRTÉKELÉSE 1976-77: Viking űrszondák leszálló egységei – cél az élet jelenlétének kimutatása Felszíni rétegből vett minták: az esetleges marsi élőlények anyagcseretermékeit keresték (szén-dioxid vagy szén- monoxid), radioaktív követési eljárással. Negatív eredmények Elmúlt években: a Viking- kísérletek újraértékelése (pontosabb módszerek, nagyobb elméleti tudás az életről)

18 BEAGLE 2: KUDARC

19 A MARSI METEORITOKBAN FELTÉTELEZETT ÉLETNYOMOK – 1. Egyes marsi eredetű meteoritok: egyes kutatók szerint a vizsgált jellegzetességek együttes előfordulása legegyszerűbben egykori élőlények jelenlétével magyarázható. Klasszikus példa: ALH 84001

20 A MARSI METEORITOKBAN FELTÉTELEZETT ÉLETNYOMOK – 2. ALH 84001: néhány tizedmilliméter átmérőjű karbonátos gömböcskék Kérgükben olyan nem egyensúlyi ásványtársulások, amelyek abiogén úton ritkán keletkeznek egymás szomszédságában.

21 A MARSI METEORITOKBAN FELTÉTELEZETT ÉLETNYOMOK – 3. Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH); Koncentrációjuk befelé haladva növekszik (legalább egy részük nem földi szennyeződés) Magnetitkristályok: hasonlókat a Földön baktériumok képesek előállítani, s amelyek tulajdonságai eltérnek az abiotikus magnetitkristályoktól Magnetitkristályokból álló láncok. NEM DŐLT EL A VITA.

22 A MARSI METEORITOKBAN FELTÉTELEZETT ÉLETNYOMOK – 4. Nanométeres nagyságrendű, részben hosszúkás alakzatok: egyesek szerint baktériumok fosszíliái (bár a földi baktériumok többségénél 10-100-szor kisebbek). Nanobaktériumok? Marsi ribo- organizmusok?

23 FÖLDI NANOBAKTÉRIUMOK

24 A MAI MARSI ÉLET KUTATÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI – 1. Ott kell keresnünk, ahol jelenleg is előfordulhat folyékony víz Számos földi baktérium képes megélni marsi felszíni viszonyok között, ha naponta legalább néhány percre folyékony vízhez jut

25 A MAI MARSI ÉLET KUTATÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI – 2. Közepes és magas szélességeken fekvő kráterek lejtői Igen fiatal, hirtelen lefolyással keletkezett vízmosások, illetve a víz által szállított és lerakott anyagból álló legyező alakú hordalékkúpok A legtöbb ilyen forma a déli féltekén, a 30. és 70. szélességi körök között fordul elő A vízfeltörések valószínűleg a kéreg víztartó rétegeit átvágó csuszamlások miatt alakulnak ki

26 A MAI MARSI ÉLET KUTATÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI – 3.

27 A MAI MARSI ÉLET KUTATÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI – 4. Egyes területeken kora reggel, az éjszaka kicsapódott hó szublimációja közben vékony, mikroszkópos vastagságú vízhártya jelenhet meg a felszínen A Hellas-medence mély területein, ahol az átlagosnál nagyobb a légnyomás, megfelelő fagyáspont- csökkentő anyagokkal keveredve időszakosan van esély a víz megjelenésére

28 A MAI MARSI ÉLET KUTATÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI – 5. Előbbi helyeken: extremofil szervezetek periodikus életműködéssel (lásd a földi baktériumspórák esetét) Az elszigetelten előforduló víz átmeneti stabilitását a felszínen előforduló ásványi sók növelhetik Még kedvezőbb, ha a sókristályok a kőzetek vagy a regolit pórusaiban, a víz számára viszonylag védett környezetben okoznak ugyanilyen hatást Földi példa: egyes antarktiszi algafajok jól bírják a megfagyást és kiolvadást, és akár évekig is képesek életben maradni anélkül, hogy mérhető anyagcseréjük lenne. Ezek a fajok a kiszáradással és az erős sugárzással szemben is igen ellenállóak

29 A MAI MARSI ÉLET KUTATÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI – 5. További előfordulási lehetőségek A krioszféra alatt, ahol a bolygó belsejéből érkező hőáramlás intenzitása nagyobb Földi példa: litofil fajok, több kilométeres mélységig A pólussapkák alján, tólencsék formájában Földi példa: antarktiszi Vosztok-tó

30 ALAPVETŐ FELADATOK Biogén és abiogén úton létrejött formák biztonságos megkülönböztetése Planetológiai kutatások folytatása Földi extremofilek további vizsgálata