A víz és az oxigén nem elég: A tudósok két „létfontosságú” elemet tártak fel a többi bolygó életéhez
Tejút-galaxis (Forrás: NASA) Évtizedek óta a földönkívüli élet keresése egy egyszerű szabály körül forog: kövesd a vizet. Ha egy távoli bolygón van folyékony víz és esetleg oxigén, akkor potenciálisan lakhatóként jelölik meg. Az ETH Zürich tudósai által vezetett új kutatás azonban azt sugallja, hogy ez a régóta fennálló stratégia hiányos lehet. A kutatók azzal érvelnek, hogy egy bolygónak lehetnek óceánjai és kontinensei, de kémiailag még mindig nem képes fenntartani az életet. A valódi korlátok sokkal mélyebben rejlenek egy bolygó kialakulásának kémiájában.
A felszín alatt egy kémiai Goldilocks zóna
A Nature Astronomy folyóiratban megjelent tanulmányt „A Föld és a sziklás bolygók kémiai lakhatósága a magképződés által meghatározott” címmel Dr. Craig R., az ETH Zürich Élet eredete és Elterjedtsége Központjának posztdoktori kutatója vezette. Walton Maria Schönbachler professzorral és munkatársaival csinálta. Központi állításuk pontos: az élet nemcsak a víztől és az oxigéntől függ, hanem attól is, hogy két kritikus elem, a foszfor és a nitrogén elérhető volt-e a bolygó köpenyében a korai kialakulása során. A foszfor szükséges a DNS és RNS képződéséhez, a genetikai információkat tároló és továbbító molekulákhoz. Fontos szerepet játszik a sejtenergia-rendszerekben is. Eközben a nitrogén a fehérjék alapvető összetevője, amelyek a sejtek szerkezeti és funkcionális építőkövei. Mindkettő nélkül az élet „ahogyan tudjuk, nem létezhetett volna”.
A foszfor és a nitrogén létfontosságúak az élethez: a foszfor DNS-t, RNS-t és ATP-t termel energiához, míg a nitrogén fehérjéket./AI illusztráció
„A bolygó magjának kialakulása során a megfelelő mennyiségű oxigénnek kell jelen lennie ahhoz, hogy a foszfor és a nitrogén a bolygó felszínén maradhasson” – magyarázza Walton. A fiatal sziklás bolygók olvadt testként kezdődnek. Amint lehűlnek, a nehezebb elemek, mint például a vas, lesüllyednek, hogy a magot képezzék, míg a könnyebb elemek a köpenyt és a kérget. Az oxigénszintek azt is meghatározzák, hogy az elemek hogyan oszlanak meg kémiailag a fém és a kőzet között. Ha oxigénhiány van, a foszfor a vashoz kötődik, és a magba süllyed, hatékonyan eltávolítva azt a felszíni környezetből. Ha az oxigén nagyon bőséges, a foszfor a köpenyben marad, de a nitrogén nagyobb valószínűséggel kerül a légkörbe, és végül az űrbe kerül. „Ha túl sok vagy túl kevés oxigén van a bolygón – nem csak a légkörben –, a bolygót alkalmatlanná teszi az életre, mert az élethez létfontosságú tápanyagokat csapdába zárja a magban” – mondta Walton a Daily Mailnek. „Az eltérő oxigénegyensúly azt jelenti, hogy amikor a bolygó lehűl, és kőzeteket alkotsz, akkor nincs semmi, amivel dolgoznod kell a felszínen.” Numerikus modellezéssel a csapat egy nagyon szűk „kémiai Goldilocks” zónát azonosított, amely egy közepes oxigéntartomány, amelyben a foszfor és a nitrogén is elegendő mennyiségben marad a köpenyben az élethez.
Megfelelő mennyiségű oxigénre van szükség ahhoz, hogy a foszfor és a nitrogén rendelkezésre álljon az élet számára a bolygó „Aranyhaj zónájában”/ Kép:
„Modelljeink egyértelműen azt mutatják, hogy a Föld pontosan ezen a tartományon belül van” – mondta Walton. „Ha egy kicsit több vagy kicsit kevesebb oxigénünk lenne a magképződés során, akkor nem lett volna elég foszfor vagy nitrogén az élet kialakulásához.” Úgy tűnik, hogy a Föld körülbelül 4,6 milliárd évvel ezelőtt érte el ezt az egyensúlyt.
Újragondolni, hogy mitől lakható egy bolygó
Az eredmények arra utalnak, hogy sok korábban ígéretesnek hitt bolygó kémiailag a kezdetektől fogva alkalmatlan lehetett az életre, még akkor is, ha vizet tartalmaztak. Bár egyetlen ismert élet sem tud fennmaradni folyékony víz nélkül, a kutatók azzal érvelnek, hogy ha csak oxigént vagy vizet használnak lakhatósági jelzőként, az félrevezető lehet. Egy bolygó teljes oxigénháztartása a kialakulása során, nem csak a légköri oxigén határozza meg, hogy rendelkezésre állnak-e az élet szempontjából kritikus elemek. Walton figyelmeztetett, hogy ez jelentősen csökkentheti a lakható világok számát az univerzumban. Azt javasolta, hogy a lakható bolygók száma az első becslések szerint csak 1-10 százalék lehet. Azt mondta: „Nagyon kiábrándító lenne egy olyan bolygóra utazni, amelyen nincs foszfor, hogy ott élelmet termeljen.” „Jobb lesz, ha először megpróbáljuk megvizsgálni a bolygó kialakulásának körülményeit, például megbizonyosodunk arról, hogy a vacsorát megfelelően elkészítették, mielőtt elfogyasztja.” Az otthonhoz közelebbről a kutatások azt mutatják, hogy a Mars ezen a kémiai zónán kívül fekszik. A foszfor viszonylag bőségesnek tűnik a Marson, de a nitrogénszint meglehetősen alacsony a felszín közelében. Ezenkívül a kemény sók és egyéb felületi vegyszerek alkalmatlanná teszik a talajt.
A Mars bőséges foszforral rendelkezik, de nincs elég nitrogénje, így a felszíne kémiailag alkalmatlan az élet fenntartására, mint a Földön / a Marson a valódi színeiben/ Kép: Earth.com
„A Mars nagyon hasonlít a Földre, és a képződési körülményei azt jelentik, hogy több foszfor van ott, nem kevesebb. Ez azt jelenti, hogy viszonylag könnyű lehet ott élelmiszert termeszteni” – mondta Walton. De azt mondta, hogy a nitrogén hiánya és a felületi vegyszerek hiánya nagyobb kihívásokat jelent: „Nem annyira más, de jelenleg nem lakható, Elon Musknak ki kell találnia egy okos módot a szerkezet megváltoztatására, hogy ott élelmet termelhessen.”
keresi a megfelelő csillagokat
Továbbra is rendkívül nehéz közvetlenül mérni a távoli sziklás bolygók belső kémiáját. A csillagászok azonban a gazdacsillagok tanulmányozásával következtethetnek a potenciális bolygók összetételére. A bolygók ugyanabból az anyagból készülnek, mint szülőcsillagjuk. Ezért a csillag oxigénbősége és általános kémiai összetétele alakítja bolygórendszerének összetételét. Azok a naprendszerek, amelyek csillagai nagyon hasonlítanak a mi Napunkhoz, jobb kilátásokat kínálhatnak. „Ez még különlegesebbé teszi az élet keresését más bolygókon” – mondta Walton. „Olyan naprendszereket kellene keresnünk, amelyek csillagai a mi Napunkra hasonlítanak.” Ez a munka újradefiniálja a Földön túli élet hosszú távú kutatását. A víz továbbra is nélkülözhetetlen. De lehet, hogy ez nem elég. Egy bolygó sorsa, akár steril, akár élő, attól függhet, hogy az első olvadt pillanatokban, jóval az óceánok, légkör vagy kontinensek kialakulása előtt milyen kényes kémiai egyensúlyt tart fenn.
Megjelenési Dátum: 2026-02-12 20:53:18
Forráslink: timesofindia.indiatimes.com
