Na Zemlji možda postoji čak bilijun mikrobnih vrsta, uz sve biljke i životinje od tratinčice do plavog kita. Žive u pustinjama, u ledu, u špiljama i na vašoj koži. Na prvi pogled mnoge nimalo ne sliče jedna drugoj.
A ipak sav poznati život dijeli neke zajedničke karakteristike i ima neke potrebe koje moraju biti zadovoljene. Te znane potrebe su najbolji tragovi koje imamo kad tražimo život negdje drugdje, jer ne možemo nasumce pregledavati cijelu galaktiku. Zona Zlatokose koristan je prečac, ali, kao što ćemo vidjeti, tek je početak potrage.
🧒 U jednoj rečenici
Životu kakav poznajemo trebaju tekuća voda, energija i pravi kemijski sastojci, uz okoliš u kojem ta kemija može dovoljno dugo djelovati; zona Zlatokose obećavajuće je mjesto za potragu, ali nije jamstvo života.
Pet tragova koji svijet čine obećavajućim
Voda, energija i kemijski sastojci temelj su za stvaranje života; povoljan okoliš i vrijeme daju životu priliku da započne i opstane.
1. Tekuća voda
Jedan od osnovnih uvjete za život je voda, ali ne bilo kakva voda. Važno nam je agregatno stanje: mora biti tekuća voda, ne led ili vodena para.
Sav život koji poznajemo koristi tekuću vodu. Živa bića vrlo su složeni kemijski sustavi. Za potrebe reakcija koje se u njima odvijaju, različiti sastojci moraju se kretati, susresti i reagirati. U čvrstom ledu to se kretanje jako usporava. U plinu se molekule udaljavaju jedna od druge. Tekuća voda je idealan medij za kemijske reakcije.
Voda jako dobro otapa mnogo različitih tvari, zbog čega je zovu univerzalnim otapalom, iako ne otapa baš sve. Unosi hranjive tvari u stanicu i odnosi otpad. Ako vaš istraživač još nije upoznao neobičnija svojstva vode, članak o magičnim karakteristikama vode dat će vam ideje za brze i jednostavne kuhinjske eksperimente.
2. Izvor energije
Život ima svoju cijenu, u energetskom smislu. Svako živo biće stalno troši energiju samo da bi ostalo "organizirano", baš kao što uredna soba ostaje uredna jedino ako je netko nastavi spremati.
Većina života na Zemljinoj površini u konačnici ovisi o Sunčevoj svjetlosti. Biljke je primaju, životinje jedu biljke i tako dalje uzduž hranidbenog lanca. No svjetlost nije jedina opcija za energiju. Na dnu oceana, kilometrima ispod posljednjeg tračka dnevnog svjetla, zbijene zajednice žive oko hidrotermalnih izvora: pukotina iz kojih izvire vruća voda bogata kemikalijama. Mikrobi u temelju tog hranidbenog lanca koriste kemiju umjesto svjetlosti.
3. Kemijski sastojci
Život na Zemlji izgrađen je uglavnom od šest elemenata: ugljika, vodika, dušika, kisika, fosfora i sumpora. Ugljik je osobito koristan jer svaki njegov atom može stvoriti četiri veze i graditi duge lance, prstenove i iznimno složene strukture.
Dobra je vijest da su ti elementi česti. Vodik je nastao ubrzo nakon Velikog praska, a ostalih pet nastalo je procesima u zvijezdama i raspršilo se svemirom. Sirovina za život razasuta je galaktikom. Od nje je izgrađeno i vaše tijelo.
4. Povoljan okoliš
Molekulama života trebaju uvjeti u kojima mogu ostati čitave i međusobno djelovati. Važni su temperatura, tlak, kiselost i slanost, a previše zračenja može uništiti osjetljive molekule.
Na Zemljinoj površini naša atmosfera upija velik dio štetnog zračenja iz svemira, dok magnetsko polje skreće mnoge nabijene čestice. No zaštita ne mora značiti zrak. Voda, nekoliko metara stijene ili debeli sloj leda također mogu pružiti zaklon.
5. Dovoljno vremena
Vrijeme priprema pozornicu za nastanak života. Čak i obećavajućem mjestu treba dovoljno vremena da se složena kemija pokrene te da se život mijenja i razvija.
Ne znamo točno koliko je trebalo prvom životu na Zemlji da se pojavi. Znamo da je život većinu povijesti našeg planeta ostao mikroskopski, a biljke i životinje koje možemo vidjeti stigle su milijardama godina poslije. Svijet koji mijenjanjem gubi oceane ili atmosferu možda uvijek iznova vraća sat na početak.
Gdje pronaći svih pet tragova odjednom?
Astronomi u svojoj potrazi nisu nasumični, oni koriste određene prečace. Najvažniji prvitrag je tekuća voda, jer ostaje tekuća samo u ograničenom rasponu temperature i tlaka. Za bilo koju zvijezdu udaljenost pomaže odrediti temperaturu planeta, ali važni su i sjaj zvijezde te atmosfera, oblaci i reflektivnost planeta.
Preblizu zvijezdi će površinski oceani vjerojatno ispariti. Predaleko će se vjerojatno smrznuti. Između tih krajnosti nalazi se pojas korisnih udaljenosti s imenom koje smo već spomenuli: Zona Zlatokose.
Zemlja je jasno unutar Sunčeve zone Zlatokose. Venera je blizu vruće unutarnje, a Mars hladne vanjske granice. Rubovi su nejasni jer različite atmosfere stvaraju različite klime.
Zona Zlatokose, odnosno nastanjiva zona, raspon je udaljenosti oko zvijezde u kojem bi stjenoviti svijet mogao zadržati tekuću vodu na površini ako ima odgovarajuću atmosferu. Ni prevruće ni prehladno, nego taman dovoljno dobro za daljnje istraživanje.
Sjajnije i toplije zvijezde imaju zonu Zlatokose dalje od sebe. Male, hladne crvene zvijezde imaju je stisnutu sasvim blizu, pa im se planet mora primaknuti da bi ostao topao. Astronomi mogu izračunati približnu zonu za svaku zvijezdu. Sljedeće je pitanje postoji li prikladan svijet unutar nje.
Venera i Zemlja gotovo su jednake veličine i građene od vrlo sličnih stijena. Zašto je Venera na 464 °C, a Zemlja na ugodnih 15 °C?
Pogodi, a zatim dodirni odgovor i provjeri!
Biti u zoni nije dovoljno
Zona Zlatokose samo je polazna točka. Svijet može sjediti unutar nje i svejedno biti beživotan.
Najjasniji primjer visi na našem nebu. Mjesec putuje oko Sunca na gotovo jednakoj udaljenosti kao Zemlja, ravno unutar zone. No premalen je da zadrži znatnu atmosferu i tekuća voda ne može opstati na njegovoj površini. Mjesec nije sasvim bez vode, led opstaje u trajno zasjenjenim polarnim kraterima, ali nimalo ne nalikuje živom oceanskom svijetu.
Mars je sličan. Nalazi se blizu vanjske granice zone, ovisno o modelu, a tlak njegova zraka na površini manji je od jedan posto Zemljina. Presušena riječna korita, drevna jezerska dna i minerali nastali u vodi pokazuju da je Mars prije više milijardi godina imao rijeke i jezera. Zatim je izgubio većinu atmosfere. Velik dio vode pobjegao je u svemir, dok je nešto ostalo zamrznuto pod zemljom ili zarobljeno u mineralima.
🔬 Što zapravo tražimo
Kad udaljeni planet prijeđe ispred svoje zvijezde, teleskopi mogu proučavati svjetlost zvijezde koja prolazi kroz zrak planeta. Svaki plin upija svoje boje i ostavlja otisak. Kisik i metan zajedno bili bi zanimljiv trag jer međusobno reagiraju i nešto ih mora stalno nadopunjavati. Na Zemlji to u velikoj mjeri čini život, no geologija i kemija mogu oponašati dijelove tog signala, pa to nije definitivna potvrda života.
Nastavite poticati znatiželju
Primite sljedeću aktivnost u inbox
Pridružite se roditeljima i edukatorima koji žele praktične STEM ideje, savjete o razvoju djeteta i besplatne materijale bez zatrpanog inboxa.
Pogledajte što ćete dobivati →Bića koja propituju granice
No postoje organizmi koji pokazuju da život može opstati u uvjetima koji ljudima izgledaju nemoguće.
Ekstremofili ne krše osnovne potrebe života. Umjesto toga pokazuju da je raspon povoljnih okoliša mnogo širi od onoga što ljudi pretpostavljaju. Biolozi su uporno gledali na mjestima gdje nitko nije očekivao život i stalno ga iznova pronalazili. Te organizme zovemo ekstremofilima, odnosno "ljubiteljima krajnosti".
- U vodi toplijoj od vrelišta. Pod golemim tlakom blizu dubokomorskih izvora Methanopyrus kandleri rastao je na 122 °C. Ne samo da preživljava; raste i razmnožava se.
- U kiselini koja bi otopila metal. Neki mikrobi napreduju u bazenima s pH-vrijednošću blizu nule, otprilike poput akumulatorske kiseline.
- Pod jakim zračenjem. Deinococcus radiodurans može preživjeti doze tisućama puta veće od smrtonosne doze za čovjeka tako što popravlja teško oštećenu DNK.
- Kilometrima duboko u stijeni. Mikrobi žive u mraku Zemljine kore i uzimaju energiju iz kemikalija u kamenu. Jedna generacija može trajati desetljećima ili čak stoljećima.
- U isušenom mirovanju. Dugoživci, osmonožni "vodeni medvjedići" iz vlažne mahovine, mogu uvući noge, izgubiti gotovo svu vodu i pretvoriti se u bačvicu. Metabolizam im se gotovo zaustavi. Neki su se isušeni dugoživci oporavili nakon deset dana izloženosti svemirskom vakuumu i Sunčevu zračenju. Izvanredno su otporni, ali nisu neuništivi.
🔍 Pokušajte pronaći dugoživca
Uzmite malu nakupinu mahovine iz vlastitog vrta ili drugog mjesta na kojem je skupljanje dopušteno. Namočite je preko noći u tanjuriću vode, iscijedite vodu i pregledajte kap pod mikroskopom pri povećanju od oko 40 do 100 puta. Dugoživci su česti i jako zanimljivi za promatranje. Gledat ćete životinju čiji su srodnici preživjeli izloženost svemiru. Nakon aktivnosti operite ruke.
Što prečac ne uzima u obzir: oceani u mraku
Spojite ekstremofile s hidrotermalnim izvorima i dobit ćete nove ideje za potragu za životom.
Zona Zlatokose govori nam samo gdje bi površinska voda mogla ostati tekuća. Ako život može koristiti kemijsku energiju, a debeli led pruža zaklon, svijet uopće ne mora biti u toj zoni. Vodu, energiju i korisnu kemiju može skrivati pod površinom.
Postoji način da takav ocean ostane topao. Dok mjesec kruži oko divovskog planeta, gravitacija planeta rasteže ga i stišće. Sve to savijanje stvara toplinu iznutra, iz istog razloga zbog kojeg se spajalica zagrije ako je brzo savijate naprijed-natrag.
Dva mjesta u našem Sunčevu sustavu zbog toga izgledaju posebno zanimljivo, a nijedno nije ni blizu Sunčeve zone Zlatokose:
Europa, Jupiterov mjesec, omotana je ljuskom leda ispod koje se nalazi slani ocean. Taj ocean možda sadrži dvostruko više vode od svih Zemljinih oceana zajedno.
Enkelad, malen Saturnov mjesec, izbacuje mlazove vode i leda kroz pukotine blizu svojega južnog pola. Letjelica Cassini proletjela je kroz te oblake i uzorkovala sol, silicijev dioksid, fosfor i organske molekule, upravo onu mješavinu koju očekujemo kad topla voda dođe u dodir sa stijenom.
Daleko od Sunca gravitacija može postati izvor topline. Jupiter savija Europu, a Saturn Enkelad i tako pomažu njihovim oceanima da ostanu tekući pod zaštitnim ledom.
Nijedan od ta dva mjeseca nije dokaz da život postoji. No zajedno otvaraju puno novih pitanja i mogućnosti.
Jesmo li sami?
Nitko ne zna.
Ono što sigurno možemo reći je da poznajemo više od 6000 potvrđenih planeta oko drugih zvijezda, a broj i dalje raste. Neki su vjerojatno stjenoviti i kruže unutar zone Zlatokose svoje zvijezde. Najbliži poznati egzoplanet, Proxima Centauri b, otprilike je Zemljine mase i nalazi se u zoni svoje zvijezde udaljenoj samo 4,2 svjetlosne godine. Još ne znamo je li zadržao prikladnu atmosferu.
U jednom smo ljudskom vijeku prešli put od toga da nismo znali postoje li planeti oko drugih zvijezda do rasprave o tome koji prvi istražiti. Živimo u fascinantnom vremenu, a tko zna što slijedi. Naši mali istraživači imat će priliku svjedočiti novim, uzbudljivim otkrićima. Možda će i sami biti dio njih.
Najvažnije ukratko
- Kad procjenjuju bi li svijet mogao podržavati život kakav poznajemo, znanstvenici traže tekuću vodu, energiju, kemijske sastojke, povoljan okoliš i dovoljno vremena.
- Zona Zlatokose koristan je prvi filtar za tekuću vodu na površini, ali pretpostavlja prikladnu atmosferu i nema sasvim oštre rubove.
- Biti u zoni nije dovoljno. Mjesec je jednako udaljen od Sunca kao Zemlja, ali na površini ne može zadržati tekuću vodu ni znatnu atmosferu.
- Ekstremofili šire našu predodžbu o povoljnim uvjetima, ali i dalje trebaju iste osnovne sastojke kao drugi život.
- Europa i Enkelad možda kriju oceane pod ledom, grijane iznutra i daleko izvan Sunčeve zone Zlatokose.
- Potvrđeno je više od 6000 egzoplaneta, ali život izvan Zemlje još nije pronađen.
✂️ Besplatno za ispis
Osmisli svijet koji bi mogao imati život
2 stranice · 149 KB
Upotrijebite pet tragova za potragu kako biste izmislili i označili planet ili mjesec, a zatim odlučite što ga čini obećavajućim i koja pitanja ostaju otvorena.
Često postavljana pitanja
Što je zona Zlatokose, jednostavno rečeno?
To je raspon udaljenosti oko zvijezde u kojem bi stjenoviti svijet mogao zadržati tekuću vodu na površini ako ima prikladnu atmosferu. Bliže je uglavnom toplije, a dalje uglavnom hladnije. Ime dolazi iz bajke: ni prevruće ni prehladno, nego taman. Astronomi je zovu i nastanjivom zonom.
Zašto životu treba baš voda, a ne neka druga tekućina?
Voda obavlja više poslova odjednom. Otapa neobično širok raspon tvari, pa može unositi hranjive tvari i odnositi otpad. Ostaje tekuća kroz koristan raspon temperatura i treba joj mnogo topline da se zagrije ili ohladi, što stabilizira temperaturu svega što je većim dijelom od vode, uključujući vas. Druge su tekućine u teoriji moguće, ali voda je jedina za koju znamo da život koristi.
Je li Zemlja jedini planet u Sunčevoj zoni Zlatokose?
Zemlja je jedini planet za koji pouzdano znamo da na velikom dijelu površine ima stabilnu tekuću vodu. Točni rubovi zone ovise o modelu i zamišljenoj atmosferi: Venera je blizu unutarnje, a Mars blizu vanjske granice. Njihove vrlo različite klime pokazuju zašto je položaj "u zoni" tek prvi trag.
Može li na Marsu biti života?
Život nije potvrđen. Današnja površina iznimno je hladna, suha i izložena zračenju, ali Mars je prije više milijardi godina imao rijeke i jezera. Znanstvenici traže tragove drevnog mikrobnog života i pitaju se bi li nešto još moglo opstati pod zemljom, gdje i dalje ima leda i zaklona.
Što je ekstremofil?
Organizam koji napreduje u uvjetima neprijateljskim ljudima: u vrlo vrućoj vodi, gotovo smrznutoj slanoj vodi, pod golemim tlakom, u jakoj kiselini ili pod snažnim zračenjem. Ekstremofili su važni jer su proširili našu predodžbu o tome gdje život može djelovati. Ne zanemaruju osnovne potrebe života; zadovoljavaju ih na iznenađujućim mjestima.
Kako tražimo život na planetima oko drugih zvijezda?
Jedan je način proučavanje svjetlosti zvijezde koja prolazi kroz atmosferu planeta dok planet prelazi ispred nje. Svaki plin upija svoje boje, pa boje koje nedostaju otkrivaju što zrak sadrži. Kombinacije poput kisika uz metan mogle bi biti trag, ali znanstvenici moraju isključiti neživu kemiju prije nego što išta nazovu znakom života.
Za koju je dob ova tema?
Pet tragova za potragu funkcionira od otprilike 6. godine ako ostanete na vodi, energiji, građevnim sastojcima, sigurnom mjestu i vremenu. Zona Zlatokose zanimljiva je sa 8 i više godina, osobito uz crtež triju zona. Ekstremofili i skriveni oceani zaintrigirat će djecu od 10 i više godina. No naravno, to su samo smjernice; svako dijete je drugačije i možda će biti spremno za neke dijelove ranije ili kasnije.
Ako vaš istraživač želi znati koliko je sve to zapravo daleko, cijelu ljestvicu od vaših ulaznih vrata do ruba svega prolazimo u članku gdje živimo u svemiru. A za malo zaigraniji ulazak u temu, doznajte koliko biste težili na drugim planetima, uključujući svjetove koji uopće nemaju čvrstu površinu.
