Kamēr astronomi mēģina noskaidrot, kuras planētas, viņuprāt, ir apdzīvojamas, ir jāņem vērā virkne lietu. Cik tuvu viņi ir vecāku zvaigznei? Kāda ir viņu atmosfēra? Un, kad šīs atbildes ir izdomātas, šeit ir kaut kas cits, par ko jābrīnās: cik daudz minerālu ir uz planētas virsmas?
Šodienas sarunā Vašingtonas Kārnegi institūts Roberts Hazens izklāstīja savus atklājumus, parādot, ka divas trešdaļas minerālu uz Zemes varēja rasties pašas dzīves dēļ. Koncepcija nav jauna - viņš un viņa komanda par to pirmo reizi publicēja 2008. gadā, taču viņa atradumi tika izdarīti pirms Keplera kosmosa teleskopa atklātās eksoplanetu pārpilnības.
Tā kā ir uzzināta vairāk informācijas par šīm tālajām pasaulēm, būs interesanti uzzināt, vai ir iespējams izmantot viņa atradumus - ja mēs vispirms varētu atklāt minerālus no tālienes.
“Mēs dzīvojam uz izcilā skaistuma planētas, un, paskatoties uz to no mūsu mēness tuvuma, jūs redzat, kas acīmredzami ir ļoti dinamiska planēta,” Hazens pastāstīja pavasara simpozija “Habitable Worlds Across Time and Space” delegātiem. no Kosmosa teleskopa zinātnes institūta, kas šonedēļ tiek pārraidīts tīmeklī (28. aprīlis – 1. maijs).
Viņa teiktais bija tāds, ka planētas ne vienmēr sākas tieši tā, bet sarunā viņš teica, ka aicina savus komentārus un jautājumus par savu darbu alternatīviem procesiem. Viņa komanda uzskata, ka minerāli un dzīve vienlaikus attīstījās: dzīve kļuva sarežģītāka, un laika gaitā minerālu skaits palielinājās.
Pirmais minerāls kosmosā, iespējams, bija dimanti, kas veidojās supernovās. Šajos zvaigžņu sprādzienos tika radīti smagāki elementi mūsu kosmosā, padarot Visumu bagātāku nekā tā sākotnējā ūdeņraža un hēlija zupa.
Faktiski ir 10 elementi, kas bija galvenie Zemes veidošanā, kā arī citu mūsu Saules sistēmas planētu elementi (kas nozīmē arī to, ka, domājams, tie attiektos uz eksoplanetām). Tie bija ogleklis, slāpeklis, skābeklis, magnijs, silīcijs, ogleklis, titāns, dzelzs un slāpeklis, kas uz agrīnās Zemes veidoja apmēram duci minerālu.
Tomēr šeit ir runa par šo lietu. Mūsdienās uz Zemes ir vairāk nekā 4900 minerālu, kas veidojas no 72 būtiskiem elementiem. Diezgan pārmaiņas.
Hazena grupa ierosina 10 evolūcijas posmus:
- Primārie hondrīta minerāli (pirms 4.56 miljardiem gadu) - tas bija apmēram tad, kad atdzisa saules miglājs, kas veidoja mūsu Saules sistēmu. Šajā laikā 60 minerālu sugas.
- Plāksnītes vai protoplanetes mainās trieciena ietekmē (4.56 BYA līdz 4.55 BYA). Šeit radās laukšpata, micas, māli un kvarcs. 250 minerālu sugas.
- Planētas veidošanās (no 4.55 BYA līdz 3.5 BYA). Uz “sausas” planētas, piemēram, dzīvsudraba, evolūcija apstājās pie apmēram 300 minerālu sugām, savukārt “mitrākās” planētās, piemēram, Marsā, būtu redzētas apmēram 420 minerālu sugas, kurās ietilpst hidroksīdi un māli, kas radušies tādos procesos kā vulkānisms un ledus.
- Granīta veidošanās (vairāk nekā 3,5 BYA). 1000 minerālu sugas, ieskaitot berilu un tantalītu.
- Plākšņu tektonika (vairāk nekā 3 BYA). 1500 minerālu sugas. Pieaugums, ko rada tādas izmaiņas kā jauna veida vulkānisms un augsta spiediena metamorfās izmaiņas Zemes iekšienē.
Šie iepriekš minētie posmi ir apmēram tik tālu, cik jūs varētu nokļūt uz planētas bez dzīvības, sacīja Hazens. Runājot par atlikušajiem posmiem uz Zemes, šeit tie ir:
- Anoksiska biosfēra (no 4 līdz 2,5 BYA), atkal ar apmēram 1500 minerālu sugām, kas pastāv agrīnā atmosfērā. Šeit radās ķīmijautautrofi jeb dzīvība, kas iegūst enerģiju no neorganisku savienojumu oksidēšanas.
- Paleoproterozoiskā oksidācija (no 2,5 līdz 1,5 BYA) - milzīgs minerālu sugu pieaugums līdz 4500, jo skābeklis kļūst par dominējošo spēlētāju atmosfērā. "Mēs cenšamies saprast, vai tas tiešām attiecas uz visām citām planētām, vai arī ir alternatīvi ceļi," sacīja Hazens.
Un pēdējie trīs posmi līdz mūsdienām bija lielu okeānu parādīšanās, globāls ledus laikmets un pēc tam (apmēram 540 miljonu gadu laikā) biomineralizācija vai dzīvu organismu rašanās process, kas ražo minerālus. Pēdējais posms ietvēra koku sakņu attīstību, kā rezultātā izveidojās tādas sugas kā sēnītes, mikrobi un tārpi.
Šeit jāpiebilst, ka skābeklis nebūt nenozīmē, ka tas ir sarežģīts. Kolēģis Deivids Kērlings no Vašingtonas universitātes tomēr atzīmēja, ka skābeklis atmosfērā pieauga apmēram pirms 2,4 miljardiem gadu, sakrītot ar sarežģītas dzīves parādīšanos.
Dzīvnieki, kā mēs tos saprotam, lielākoties Zemes vēsturē varēja būt “neiespējami, jo viņi nevarēja elpot”, viņš atzīmēja. Bet šajā jautājumā būs jāveic vairāk pētījumu. Galu galā mēs esam atraduši dzīvību tikai uz vienas planētas: Zemes.
STSCI konference turpinās līdz 1. maijam; dienas kārtību var aplūkot šeit.
