Życie poza Ziemią: brak tektoniki płyt to niekoniecznie problem

Wizja artystyczna przedstawiająca ciepłą, skalistą planetę Ross 128b oddaloną od nas o 11 lat świetlnych. Źródło: ESO/M. Kornmesser

Naukowcy poszukujący życia na odległych planetach planują poszukiwanie życia także na planetach niepodobnych do Ziemi, opierając się na odkryciach w Układzie Słonecznym, które zmieniają naszą wiedzę o ekosferach wokół gwiazd, o tektonice płyt i wielu innych aspektach planetologii.

W najnowszym artykule naukowym opublikowanym w tym tygodniu, Adrian Lenardic, geofizyk z Uniwersytetu Rice wraz z kilkunastoma innymi autorami przedstawili ścieżkę poszukiwania potencjalnych oznak życia wokół innych gwiazd i określania prawdopodobieństwa z jakim owe sygnały mogłyby pochodzić od obcego życia. Artykuł pt. Exoplanet Biosignatures: Future Directions dostępny jest online i wkrótce zostanie opublikowany w periodyku Astrobiology.

„Dotychczas uważano, że życie może istnieć jedynie w wąskie sferze wokół gwiazdy, ponieważ do powstania życia niezbędna jest obecność wody w stanie ciekłym” mówi Lenardic, profesor nauk planetarnych. „Potem wysłaliśmy w przestrzeń kosmiczną sondę Voyager, która przelatując wokół księżyców Jowisza odkryła oznaki oceanów pod ich powierzchniami. Jakoś pomijaliśmy niektóre źródła energii – oddziaływania pływowe spowodowane przez intensywne przyciąganie grawitacyjne Jowisza”.

„To odkrycie otworzyło przed nami kolejną przestrzeń w układzie słonecznym, w której może istnieć życie i wydaje mi się, że to co przedstawimy w kolejnych artykułach to fakt, że ekosfera się rozszerza, a m musimy rozszerzyć naszą wiedzę o warunkach niezbędnych do powstania życia. Tak więc gdy poszukujemy życia wokół innych gwiazd, powinniśmy także rozszerzać nasze strategie poszukiwania, w przeciwnym razie możemy coś przeoczyć”.

Astronomowie jak dotąd skatalogowali ponad 3700 egzoplanet krążących wokół odległych gwiazd. Lustro Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, którego start planuje się na 2020 rok, będzie w stanie badać atmosfery planet skalistych krążących wokół odległych gwiazd, a astronomowie już teraz projektują przyszłe misje i instrumenty, które będą poszukiwały określonych atmosferycznych sygnatur wskazujących na obecność życia na tych planetach.

„Naszym celem było dokładne określenie problemu, przed którym stoimy” powiedział Lenardic o najnowszym artykule o biosygnaturach, który jest efektem warsztatów, w których wzięli udział specjaliści z różnych dziedzin. „Uczestnicy warsztatów chcieli stworzyć sposób ustalania prawdopodobieństwa istnienia życia na podstawie danego zestawu obserwacji odległej planety”.

Według Lenardica poszukiwanie życia pozaziemskiego to sport zespołowy, a w każdym zespole potrzebni są biolodzy, astronomowie, planetolodzy i wielu innych, którzy będą w stanie współpracować w grupach takich jak chociażby projekt Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).

Sam Lenardic analizuje w jaki sposób wewnętrzna energia planet i związana z nimi aktywność wulkaniczna-tektoniczna wpływa na klimat i zdolność utrzymania życia na powierzchni takich planet.

„Gdy uczę planetologii, zawsze zadaje moim studentom pytanie o to czym jest życie. Proszę o podanie definicji życia. Okazuje się, że to bardzo trudne pytanie” mówi Lenardic.

„Jedno w czym się zgadzamy to to, że życie potrzebuje energii” dodaje. „Przez długi czas za źródło energii uważaliśmy Słońce, ale dopiero teraz doceniamy znaczenie energii generowanej we wnętrzach planet w procesie rozpadu radioaktywnych pierwiastków. Księżyce Jowisza nauczyły nas także doceniać znaczenie oddziaływań pływowych i faktycznie zaczynamy znajdować egzoplanety, których orbity wskazują na znaczące oddziaływania pływowe”.

Lenardic dodaje, że tektonika płyt, tak samo jak wąska ekosfera, jest kolejnym od dawna przyjmowanym kryterium podczas poszukiwania życia na innych planetach, które obecnie nie jest już takie silne.

Tektonika płyt to wielkoskalowe procesy rządzące ruchami skorupy ziemskiej.

„To szczególny, powierzchniowy przejaw wewnętrznej energii planety, ale nie jest to jedyny możliwy przejaw aktywności wulkanicznej i tektonicznej na powierzchni planety”.

Na Ziemi tektonika płyt odgrywa znaczącą rolę w kształtowaniu klimatu, ale twierdzenie, że tektonika płyt jest niezbędna do powstania życia podważane jest przez coraz bardziej zaawansowane modele klimatu. W styczniowym artykule opublikowanym w Journal of Geophysical Research Lenardic wraz ze współpracownikami opisał w jaki sposób woda może utrzymywać się w stanie ciekłym na planetach bez tektoniki płyt.

„Jestem optymistą. Znajdujemy się w takim punkcie historii, w którym możemy po raz pierwszy posiadać obserwacje innych planet, które można wykorzystać do przetestowania wielu teorii dotyczących życia pozaziemskiego.  Łatwo być ziemiocentrycznym i twierdzić, że życie potrzebuje do rozwoju planety takiej jak nasza. Ale to co widzimy w układzie słonecznym zdaje się poddawać taką postawę w wątpliwość.  Jedno czego nauczyliśmy się z badań naszego układu planetarnego jest to, że zawsze musimy być gotowi na niespodziankę. Teraz, gdy zaczynamy badać globy krążące wokół innych gwiazd, musimy zacząć rozszerzać paletę wykorzystywanych przez nas strategii poszukiwania życia”.

Źródło: Rice University