Ziemia, żywa planeta

I jedni, i drudzy opierają się na naukowych argumentach. Ci, którzy twierdzą, że życie jest wszędzie, a przynajmniej w wielu miejscach w kosmosie, powołują się na przykład ziemskich organizmów zwanych ekstremofilami. To mikroorganizmy, które wykształciły w sobie umiejętność życia w ekstremalnych warunkach. W miejscach, których nie podejrzewalibyśmy o to, że mogą być kolebką czegoś żywego. Na przykład wnętrze reaktora atomowego czy okolice kominów hydrotermalnych, a nawet lody Arktyki nie wydają się na pierwszy rzut oka przyjazne. Tymczasem okazuje się, że wszędzie tam coś żyje. To coś jest małe, prymitywne i przystosowane. W wielu miejscach w kosmosie, w Układzie Słonecznym warunki do życia wydają się bardziej przyjazne niż w tych wspomnianych wyżej. Na dnie ziemskiego oceanu, u wylotu komina hydrotermalnego, gdzie w totalnej ciemności ciśnienie zgniata największe okręty podwodne, a temperatura sięga kilkuset stopni Celsjusza, jest życie! Skoro jest tam, może być wszędzie.

No nie do końca – powiadają ci drudzy. Problemem jest samo powstanie życia. Gdy ono już jest, wtedy – faktycznie – potrafi się doskonale przystosować. Ale co musiało się stać, żeby życie powstało? Nie wchodząc w teologię czy filozofię, pozostając w twardych naukach ścisłych… nie da się odpowiedzieć na to pytanie. Nikt dzisiaj nie jest w stanie powiedzieć, co takiego musi się stać z czymś nieżywym, żeby zechciało ożyć. Nie wiadomo, jak to się dzieje, że nieżywe cząsteczki chemiczne, łącząc się według jakiegoś wzoru, ożywają. Że układ bardziej złożony zyskuje cechę, której nie mają jego elementy składowe. Skoro nie wiemy, jaki proces (zjawisko) za tym stoi, nie możemy powiedzieć, czy jest to we wszechświecie coś powszechnego, czy też zdarzyło się tylko jeden jedyny raz.

Życie jak Wybuch

Nie ma sporu co do tego, czy życie jest w stanie radzić sobie w najbardziej nawet ekstremalnych warunkach. Tak, jest w stanie. Nie ma sporu co do tego, czy są globy (planety i księżyce), na których życie mogłoby istnieć. Tak, są. Jest ich kilka, nawet w Układzie Słonecznym. Meritum tego dwugłosu leży w punkcie zero, w chwili, w której z nieżywej chemicznej zupy powstała pierwsza komórka, która była żywa, czyli rozmnażała się, ewoluowała (przystosowując się do zmiennych warunków otoczenia) oraz przerabiała dostępne źródła energii. Tego nie potrafią cząsteczki chemiczne. Cała reszta wydaje się konsekwencją powstania właśnie tej pierwszej komórki.

Trochę podobnie jest z Wielkim Wybuchem. Wiemy, co było po nim. I to z dużą precyzją. Potrafimy nawet te procesy powtórzyć w laboratoriach. Tak jak jesteśmy w stanie doprowadzić do podziału komórki, do jej rozmnożenia czy do jej ewolucji. I choć o budowie materii wiemy bardzo dużo, wciąż nie mamy pojęcia, czym był Wielki Wybuch, co stało się w tym punkcie zero. Ciekawe, czy kiedykolwiek się dowiemy. Ciekawe, czy kiedykolwiek dowiemy się, co ożywiło nieżywą materię chemiczną.

Aby do tego doszło, muszą być spełnione konkretne warunki. Tylko czy ich spełnienie z automatu oznacza istnienie życia? Tego nie wiemy. Mówi się, że życia w kosmosie musi być dużo, bo globów, które spełniają warunki do istnienia życia, znajdujemy coraz więcej. Tylko czy jedno z drugim ma jakiś związek? Może mieć, ale nie musi. Jakie to warunki muszą być spełnione? Dla życia prostego, jednokomórkowego, nie jest ich znowu aż tak wiele. Na pewno potrzebna jest woda w stanie ciekłym. Na pewno dostęp do budulca, a więc węgla i wielu innych pierwiastków, w tym pierwiastków śladowych. To w praktyce oznacza, że glob, na którym ma istnieć życie, musi być geologicznie aktywny. Musi być na nim wulkanizm (może być podwodny), bo tylko w ten sposób pierwiastki z wnętrza planety dostarczane są na powierzchnię. Z kolei aby woda była w ciekłym stanie skupienia, planety (księżyce) muszą być w odpowiedniej odległości od Słońca lub muszą mieć inne źródło energii. Dobrym przykładem są księżyce Jowisza i Saturna, będące bardzo daleko od Słońca – ilość energii słonecznej padającej na ich powierzchnie jest minimalna. Księżyce te są skute lodem, ale pod tym lodem jest płynna i najpewniej ciepła woda. Skąd zatem bierze się tam energia? Te małe globy powinny już dawno być geologicznie martwe, powinny być wystudzone. Ale nie są, bo krążą wokół bardzo dużych planet. To siła grawitacji tych gigantów cały czas zgniata i rozciąga wnętrze księżyców, powodując wzrost ich wewnętrznej temperatury.

Listy warunków

Kolejne warunki do spełnienia dotyczą otoczenia „żywego” globu. Życie ceni stabilizację. W przypadku Ziemi tę stabilizację, a konkretnie stabilizację orbity, zapewnia Księżyc. Dla organizmów żywych, które żyją albo na powierzchni, albo blisko niej, ważne jest, żeby planeta krążąca wokół gwiazdy wirowała wokół własnej osi. Żeby fazy dnia i nocy pojawiały się na przemian. Na planetach, które są do swojej gwiazdy odwrócone zawsze jedną stroną, utrzymanie życia jest bardzo mało prawdopodobne. Bo jedna część planety będzie przegrzana, a druga za bardzo wychłodzona. W przypadku księżyców, które są ogrzewane od środka, ten warunek nie ma żadnego znaczenia.

Dla życia bardziej złożonego, wielokomórkowego, istniejącego na powierzchni gruntu, ważne jest, by poziom promieniowania jonizującego był niewielki. To zapewnia np. pole magnetyczne. Ziemia pole magnetyczne ma, ale już np. Mars nie. Czerwona Planeta jest za mała i zdążyła wystygnąć, a to z energią wnętrza planety wiąże się istnienie tarczy magnetycznej. Bez pola magnetycznego może się za to obejść życie zamieszkujące oceany, bo w takim przypadku to gruba warstwa wody stanowi barierę dla promieniowania, które życiu po prostu szkodzi.

Lista warunków, jakie musi spełniać miejsce, które jest kolebką życia, może mieć nawet kilkaset pozycji. Ale ta lista zależy od tego, czy mówimy o życiu jednokomórkowym, czy złożonym. Czy o życiu funkcjonującym na powierzchni, czy pod nią. Czy o życiu w wodzie, czy na gruncie. Wszystkie te dyskusje i poszukiwania mają sens tylko przy jednym założeniu. Że szukamy, że badamy życie takie, jakie znamy, takie, jakim sami jesteśmy, czyli życie oparte na węglu, białkach i związkach, których rozpuszczalnikiem jest woda. Takie zawężanie nie jest jednak godne naukowca. Bo gdzie jest napisane, że istnieje tylko jedna forma życia? To tylko założenie, a nie pewnik.

Bez wątpliwości

Życie mogło powstać w jednym jedynym miejscu, a następnie rozsiać się po dużym obszarze. Pomiędzy planetami i księżycami istnieje niewielka wymiana materii. Na Ziemi znajdujemy np. meteoryty z Marsa. I tak jak można sobie wyobrazić, że życie we wnętrzu meteorytu „przeskoczyło” z planety na planetę w obrębie jednego układu planetarnego, bardzo trudno sobie wyobrazić, że przedostało się pomiędzy układami planetarnymi. Odległości w kosmosie są tak ogromne, a takie obiekty jak planety tak małe, że ten scenariusz możemy właściwie wsadzić między bajki. Właściwie, ale nie na 100 procent.

Kosmos jest pełen substancji, z których życie mogłoby powstać. Niewiele trzeba, żeby z prostych elementów wyprodukować aminokwasy, czyli części składowe białek. Ale nawet gdyby mieć wszystkie chemiczne cegiełki życia i nawet gdyby je wszystkie umieścić obok siebie, same nie połączą się w coś żyjącego. Póki nie zrozumiemy, jak życie powstało, nie będziemy w stanie odpowiedzieć na pytanie, czy jest ono powszechne, czy też jest ewenementem. Na razie z całą pewnością możemy powiedzieć tylko tyle, że Ziemia jest jedyną znaną w całym ogromnym wszechświecie żywą biologicznie planetą. To akurat wiemy ponad wszelką wątpliwość.

„Sonda 2”, niedziela 5 listopada, godz. 16.25.