Astrobiologia i węglowy szowinizm Ziemian – inne życie

Ziemia

Matka Natura z pewnością jest sprytniejsza niż mój przywiązany do Ziemi umysł – Kevin Peter Hand, 2022, Pozaziemskie oceany. Wiemy, jak wygląda życie na Ziemi, choć nie potrafimy postawić precyzyjnej granicy między tym, co jest, a co nie jest życiem. Nie jesteśmy również do końca pewni jego początków.

Jako Ziemianie jesteśmy wyznawcami węgla, jednak życie innych światów może być zbudowane z całkiem innych cegiełek i opierać się na innych mechanizmach przetwarzania energii i przechowywania informacji. Działa na wyobraźnię zaproponowany przez Handa Układ Okresowy Życia – hiperkostka, w której na wiele sposobów wiążą się elementy mogące budować życie. Czy kiedyś zapiszemy jej wielowymiarowe tabele danymi opisującymi napotkane we Wszechświecie gatunki? W oceanie na Europie rolę niektórych atomów węgla w tamtejszych odpowiednikach białek mogłyby zająć atomy powszechnie występującej na jej powierzchni siarki z księżyca Io.

Hand snuje wizje życia, jakie mogło rozwinąć się w oceanach Europy i innych lodowych światów. Podkreśla jednak stanowczo, że są to jedynie spekulacje na podstawie obecnie dostępnych danych. Przypomina też słowa Carla Sagana, ojca astrobiologii, który zalecał, by odrzucać wpierw wszystkie inne możliwości, zanim zaczniemy w ogóle dyskutować o życiu. Projektując życie w oceanie Europy Hand podpiera się Hipotezą Gai [1] i jak na astrobiologa, czyni to rzeczywiście ostrożnie, budując modele obcej, oceanicznej fauny na bazie zestawu zmysłów dostępnych ziemskim organizmom. Nie zawsze mu sekunduję.

Astrobiologiczny ziemiocentryzm – komu potrzebny jest wzrok?

Jednym z podstawowych problemów, jakie zdaniem Handa, miałoby życie w skutych grubymi pokładami lodu oceanach, byłby dostęp do światła. Autor przeciera szlak dla chemoluminescencji. Zastanawia się też, ile światła mogłoby przebić się w głąb przy cieńszej pokrywie lodowej, by uzasadnić ewolucyjną inwestycję w zmysł wzroku. To podejście z perspektywy życia, jakie znamy, lecz jesteśmy pewnie skazani na mentalne poszukiwanie biologii wzorowanych na naszej, ziemskiej. Strefa afotyczna w oceanach Ziemi, przy znacznie bardziej dostępnym świetle Słońca, zaczyna się już na głębokości kilometra. Kaszaloty polujące w tej strefie lokalizują ofiary za pomocą dźwięków. Snucie rozważań dla mającej minimum kilka kilometrów grubości skorupy lodowej można, by zatem uznać za przesadę.

Troglobionty, z którymi mam do czynienia na co dzień w zalanych jaskiniach Meksyku, uznały zmysł wzroku za zbędny luksus, a są wśród nich drapieżniki [2]. Obserwując zrodzone na powierzchni troglofilne lustrzenie [3], wpływające za nurkami w głębsze partie jaskiń i korzystając z ich światła, dokonujące prawdziwej rzezi żyjących tam, pozbawionych wzroku organizmów, zgadzam się jednak, że wzrok dałby niesamowitą przewagę drapieżnikom, które w tym ślepym świecie nagle przejrzałyby na oczy. Wzrok na Ziemi pojawiał się przecież wielokrotnie. Tyle że doprowadziłoby to raczej do wyginięcia drapieżników, które po fazie dynamicznego rozrostu wywołanego nadmiarem pożywienia padłyby z głodu, po masowej eksterminacji swoich ślepych ofiar… Jako realista jestem zwolennikiem Hipotezy Medei [4].

Inne zmysły, inne możliwości…

Hand na szczęście zwraca uwagę na inne, bardziej praktyczne w tych warunkach zmysły, jakie wykształciły organizmy w oceanach Ziemi: linię boczną, reagującą na zmiany ciśnień, i zmysł elektryczny (serce embrionu jajorodnych rekinów potrafi przestać bić, kiedy w okolicy przepływa dorosły osobnik). Projektuje też życie, które, zamiast inkorporacji żywych organizmów – np. mitochondriów jako produkujących energię organelli, rozbudowało układ nerwowy w oparciu o pamięć stałą i procesory usprawniające przeliczanie złożonych danych. Z możliwości takich mieszkańcy oceanu mogliby korzystać choćby przy obliczaniu zmienności pola magnetycznego Jowisza, w którym Europa się nurza. Inspiruje się przy tym ziemskimi bakteriami, które wzdłuż osi komórki produkują nanokryształy magnetytu, umożliwiające im ustawianie się wzdłuż linii sił pola magnetycznego Ziemi.

Hand wspomina o naprawdę innym życiu niż oparte na węglu przy okazji metanowych rozlewisk na Tytanie i obiektach Pasa Kuipera. Przypomina, że obce formy życia mogą być zbudowane z gazów, ciał stałych czy plazmy. Tak, że gdy będziemy na nie patrzeć, możemy w nich nie rozpoznać istot żywych…

Technomimikra oceanicznej cywilizacji

Hand zwraca uwagę, że o ile niełatwo wyobrazić sobie rozwój metalurgii w głębinach oceanów, do pracy zawsze można zaprząc biologię. Weźmy za przykład bliskie chyba wszystkim, którzy kochają nurkowanie, koralowce. Zbudowały największą pod względem powierzchni i widoczną z kosmosu strukturę na Ziemi [5]. Koralowce do pozyskiwania energii wykorzystują na masową skalę inne organizmy – zooksantelle, sterując ich biologią. To wie każdy nurek. Hand przywołuje okrzemki, które do budowy swoich ścian komórkowych używają krzemu dostępnego w wodzie.

Manipulując biologią innych organizmów, można budować zaawansowane struktury nad kominami hydrotermalnymi. Struktury, które – jak twierdzi astrobiolog – mogłyby kierować przepływem elektronów i substancji chemicznych z kominów. Mogłaby pojawić się w nich luminescencja, rozświetlając obcy podziemny ocean. Mózg aż się grzeje, zasiedlając głębie innych światów egzotycznymi cywilizacjami… [6].

Kosmologia, religia, obcy – wizje Wszechświata…

Na koniec Hand zadaje pytanie o kondycję psychiczną i rys filozoficzny cywilizacji, która wychowałaby się bez gwiazd. Na jakiej bazie zbudowałaby swoją transcendencję? Czy kiedykolwiek zdałaby sobie sprawę choćby z istnienia Jowisza, który jej świat okrąża w 3,55 swego lokalnego dnia. Potężne i zmienne pole magnetyczne Jowisza jest przecież obok grawitacji główną siłą sprawczą na Europie i największą pojedynczą strukturą w Układzie Słonecznym. Czy tamtejsza cywilizacja wydedukowałaby istnienie Słońca, gwiazd i Wszechświata? Nasi bogowie zawsze mieszkali wśród gwiazd… W jaki sposób moglibyśmy się wzajemnie zrozumieć przy tak bardzo odmiennej rzeczywistości?

To boldly go where no man has gone before…

Być może głębiny oceanów, które nie spełniają naszych wymogów dotyczących zamieszkiwalności, aż kipią od szczęśliwego życia. To tylko kolejny powód, by wybrać się tam i sprawdzić – Kevin Peter Hand, 2022, Pozaziemskie oceany.

Książka ukazała się w Polsce w roku 2022, dwa lata po oryginalnym wydaniu. Czas ten nie zmienił wiele w astronomicznej skali naszego poznawania Układu Słonecznego. Dnia 21 września 2003 r. sonda Galileo zanurkowała do Jowisza, ginąc w jego ogromnym ciśnieniu. Sonda Cassini 15 września 2017 r. wykonała ostatnie nurkowanie, samobójczo pikując ku Saturnowi. Wszystko po to, by chronić ewentualne życie w oceanach Europy i Enceladusa. New Horizons w 2015 r. przesłał zdjęcia Cerbera i Styxa, odkrytych na początku tej samej dekady kolejnych księżyców Plutona.

Od 2019 r. przesyła dane na temat mijanych obiektów Pasa Kuipera. Szkoda, że NASA właśnie wycofała jej fundusze. Voyagery mkną dalej ku głębokiej kosmicznej przestrzeni. Za 300 lat Voyager 1 dotrze do obłoku Oorta, który będzie przemierzał przez kolejne 30 tys. lat. Szkoda, że baterii starczy mu tylko na najbliższe dwa. W 40 272 roku być może minie gwiazdę Gliese 445. Niestety, na początku grudnia, tuż przed opublikowaniem pierwszej części artykułu NASA poinformowała o awarii systemów sondy, która w miejsce telemetrii zaczęła przesyłać na Ziemię niezrozumiały cyfrowy bełkot.

Podobna sytuacja miała już miejsce w 2022 r. , miejmy zatem nadzieję, że inżynierom NASA uda się ponownie rozwiązać kosmiczny problem [7]. W roku 40 176 Voyager 2, któremu energia również ma się skończyć za dwa lata, być może minie gwiazdę Ross 248. Za 294 000 lat może przelecieć w okolicach Syriusza. O ile żaden z nich nie uderzy w nic po drodze… Czy ktoś będzie się wtedy zastanawiał, czy na Ziemi mogłoby istnieć kiedyś życie?

Co dalej z marzeniami o oceanach Europy i innych światów Układu Słonecznego?

Hand opisuje problemy finansowania, z jakimi borykają się kolejne misje naukowe NASA. W październiku 2024 r. agencja planuje wystrzelić własną sondę Europa Clipper – 15 lat później niż deklarowano to pierwotnie. Kevin Peter Hand, który czekał na ten lądownik od dziecka, bierze zaś udział w misji Titan Dragonfly. Sonda ma poszukiwać śladów życia na Tytanie, również obdarzonym podziemnym oceanem księżycu Saturna. Misje, które będą mogły porwać się na nurkowanie w głębinach Europy, Enceladusa, Tytana, Ganimedesa czy Kallisto, wyruszą jednak nie wcześniej niż za kolejne 30 lat. Jak twierdzi Hand – to nie jest praca dla ludzi o słabym sercu…

Już po wydaniu książki Handa, 21 września 2023 roku, NASA poinformowała o odkryciu w rejonie Tara Regio, na powierzchni Europy, dwutlenku węgla, który musi pochodzić z podpowierzchniowego oceanu księżyca. Wcześniej, jeszcze przy użyciu teleskopu Hubble’a, wykrywano tutaj pochodzącą z tego samego oceanu sól [8]. Głębiny Europy wzywają…

Z Gujany Francuskiej 14 kwietnia 2023 r. wystartowała rakieta Ariane 5 z misją Juice [9] Europejskiej Agencji Kosmicznej. Sonda Juice ma dotrzeć do Jowisza po ośmiu latach, w lipcu 2031 r. [10] Po drodze minie Pas Asteroid, być może przyczyniając się również do rozpoznania elementów tego nie mniej istotnego dla przyszłości Ziemi horyzontu [11]. Na pokładzie sondy znalazło się jedenaście systemów pomiarowych [12], dobrze przemyślanych po misjach Galileo i Cassini.

Celem Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) jest obserwacja zawierających podpowierzchniowe oceany księżyców: Europy, Ganimedesa i Kalisto. Dnia 12 maja 2023 Juice rozłożyła wreszcie antenę RIME, produkcji niemieckiej firmy SpaceTech, która nie otworzyła się prawidłowo w zaplanowanym terminie, po starcie [13]. Tym bardziej trzymajmy kciuki za rozkładaną antenę RWI i detektory LP-PWI [14] polskiej firmy Astronika [15], które są częścią eksperymentu RPWI na pokładzie Juice. I za kolejne polskie akcenty w kosmosie…


W artykule korzystałem m.in. z prac:

[1] Hipoteza Gai głosi, że wszystkie organizmy żywe działają wspólnie, by planeta pozostawała w biologicznej równowadze. Sformułował ją w latach 70. James Lovelock w trakcie przygotowań NASA do misji Viking, której jednym z zadań było poszukiwanie śladów życia na Marsie.

[2] W zalanych jaskiniach Jukatanu żyją organizmy, które w ramach adaptacji zrezygnowały ze zmysłu wzroku, w tym drapieżniki, np. duchoryba (Typhliasina pearsei), ślepy węgorz jaskiniowy (Ophisternon infernale) czy jadowity łopatonóg (Xibalbanus tulumensis). Polują one na również pozbawione wzroku bezkręgowce.

[3] Lustrzeń meksykański (Astyanax mexicanus) to ciekawy przykład gatunku, który żyje w dwóch formach i dwóch środowiskach. Osobniki przebywające na stałe w jaskiniach tracą oczy, znaczne ilości wpływają jednak do jaskiń za nurkami jaskiniowymi, wykorzystując ich światła do polowania na bezbronne troglobionty.

[4] Hipoteza Medei sformułowana została w 2009 r. przez Petera Warda, jako przeciwieństwo Hipotezy Gai. Uważa on, że każdy gatunek podąża ku samozagładzie poprzez maksymalne wykorzystanie i w efekcie wyczerpanie dostępnych zasobów. Dobrym przykładem byłaby tu Teoria Overkillu, wyjaśniająca wyginięcie megafauny na wszystkich kontynentach poza Afryką, w jakiś czas po tym, gdy dotarł tam człowiek (zwierzęta Afryki, kolebki naszego gatunku, miały czas, by nauczyć się uciekać przed nami).

[5] Widoczna z przestrzeni kosmicznej Wielka Rafa Barierowa Australii (2300 km) jest wprawdzie trochę krótsza niż niegdyś Chiński Mur (~2400 km), ale ma od niego znacznie większą powierzchnię (344,4 tys. km2).

[6] Biologia dostarcza też narzędzi – Helen Scales w książce Otchłań: Ukryte życie oceanów… przytacza przykład ośmiornicy, która zachowała macki upolowanego krążkopława uzbrojone w knidy (parzydełka).

[7] https://blogs.nasa.gov/sunspot/2023/12/12/engineers-working-to-resolve-issue-with-voyager-1-computer/

[8] 21 września 2023, w dniu ogłoszenia przez NASA rewelacji odnośnie dwutlenku węgla w wyniesionym niedawno na powierzchnię księżyca rejonie Tara Regio na Europie, ukazały się dwie publikacje na ten temat: Samantha K. Trumbo, Michael E. Brown (2023) The distribution of CO2 on Europa indicates an internal source of carbon. „Science” 381:1308-1311. https://doi.org/10.1126/science.adg4155 i G. L. Villanueva et al. (2023) Endogenous CO2 ice mixture on the surface of Europa and no detection of plume activity. „Science” 381:1305-1308 https://doi.org/10.1126/science.adg4270.

[9] O misji ESA Jupiter Icy Moons Explorer https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Juice

[10] Sonda pomknie ku Jowiszowi dopiero w styczniu 2029 r., nabierając prędkości po czterech kolejnych asystach grawitacyjnych wokół Wenus i Ziemi.

[11] O przyszłej wojnie o zasoby Pasa i pozyskiwaniu surowców z asteroid: Martin Elvis Asteroidy: Jak miłość, strach i chciwość zadecydują o naszej przyszłości w kosmosie, Copernicus Center Press 2022.

[12] Są to kamera JANUS, spektrometr hiperspektralny MAJIS, spektrometr UVS, spektrometr heterodynowy SWI, lidar GALA, radar RIME, magnetometr J-MAG, analizator plazmy PEP, odbiornik radiowy i plazmowy RPWI, transponder 3GM i interferometr PRIDE.

[13] O trwających ponad miesiąc problemach z rozłożeniem anteny radarowej sondy JUICE: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Juice/Solving_the_RIME_deployment_mystery

[14] LP-PWI (Langmuir Probe – Plasma Wave Instrument) to rozkładane wysięgniki zakończone plazmowymi sondami potencjału elektrycznego. Głównym celem wysięgników jest rozmieszczenie sond w odległości 3 m od statku kosmicznego, by umożliwić im badanie środowiska plazmy w magnetosferze Jowisza.

[15] https://astronika.pl/we-got-it-mechanisms-developed-by-a-polish-company-worked-on-their-way-to-jupiter/

music-cover