Vesi. Seda leidub kõikjal Maal, alates polaarjäämütsidest kuni auru geisriteni. Ja kus nad vett leiavad, leiavad nad elu peaaegu eranditult. "Kui leiame siin maakeral vett - olgu need siis jääga kaetud järved, süvamere hüdrotermilised õhuavad, kuivad kõrbed -, kui leidub vett, leiame selles mikroobid, kellel õnnestub selles elada," ütleb Brian Glaser, ookeanograaf Manoa Hawaii ülikool, õppides astrobioloogiat.
Seetõttu oli NASA ebatavaline moto maavälise elu jahtimisel "jälgi vett".
Hiljuti teatasid NASA teadlased leiust Marsil: tumedad ojad, mida teadlased on suvekuudel näinud Marsil enam kui kümme aastat, osutusid tõeks voolava veega. Ehkki soolavoolud võivad elu toetamiseks kloriidsoolades olla liiga küllastunud, suurendavad need praegusel ajal Marsi elu tõenäosust.
Kuid miks on vesi eluks nii oluline molekul? Kas võib olla muid koostisosi, mis pakuvad täiuslikku retsepti eluks teistel planeetidel?
Selgub, et vee mitmed keemilised omadused muudavad selle elusate asjade jaoks asendamatuks. Vesi mitte ainult ei lahusta peaaegu kõike, vaid on ka üks väheseid materjale, mis võivad olla suhteliselt kitsas temperatuurivahemikus tahked, vedelad ja gaasilised.
Praegune elu
Peaaegu kogu elu Maal kasutab membraani, mis eraldab keha keskkonnast. Ellujäämiseks võtab keha energiat tootmiseks olulisi materjale, filtreerides välja toksilised ained nagu jäätmed. Sellega seoses on vesi vajalik, kuna see jääb maapinna temperatuuril vedelaks. Voolavuses on see tõhus viis ainete kandmiseks rakust keskkonda. Tahketest ainetest energia vabastamine on palju raskem (kuigi on olemas mikroobe, mis söövad kivimit), ütles Glazer.
Reklaamvideo:
Võrrandi teine osa - lisaks asjaolule, et vesi võib aineid rakku viia ja rakust välja viia - on seotud ainulaadse keemilise konfiguratsiooniga. Alandlik veemolekul koosneb kahest vesinikuaatomist, mis on seotud hapnikuaatomiga.
"Nende ühendamise viis muudab vee suurepäraseks universaalseks lahustiks", mis võimaldab sellel lahustada peaaegu kõik ained, ütles Glaser.
See on peamiselt tingitud asjaolust, et molekulil on polaarsus, vesinikuaatomid klastrivad molekuli ühel küljel, moodustades positiivse piirkonna ja hapnik teises otsas, negatiivse laengu. Positiivne vesiniku ots meelitab negatiivseid ioone (või aatomeid, mille väliskestal on lisaelektron), samas kui negatiivne ots meelitab positiivseid ioone (millel puudub üks nende elektronidest).
Vee märkimisväärsed lahustumisomadused muudavad selle ideaalseks ainete, näiteks fosfaatide või kaltsiumiioonide, rakkudesse viimiseks.
Veefaasid
Veel üks vee ebatavaline omadus on see, et see võib olla tahke, vedel ja gaasiline Maa temperatuuril. Teised molekulid, mis on peetud heaks elukvaliteediks, jäävad tavaliselt vedelateks temperatuuridel või rõhkudel, mis poleks kuulsad eluvormid.
“Vesi on tegelikult magus koht,” ütleb Glazer.
Ta lisab, et asjaolu, et vesi võib kõigis kolmes faasis olla suhteliselt kitsas rõhuvahemikus, loob elule palju võimalusi.
"Kõik kolm meie planeedil pakutavat veetingimust loovad meeldiva elupaikade mitmekesisuse ja mikrokliima," ütleb Glazer. Näiteks võib mägiliustikes leida külmunud jääd, samas kui veeaur aitab atmosfääri soojendada.
Elu vee häll
Vesi võib olla midagi enamat kui vedelik, mis teeb elu lihtsamaks - see võib olla kaitse häll, mis tõi Maale elu ehitusplokid, ütles astrolokeemiat uuriv Hawaii ülikooli füüsik ja keemik Ralph Kaiser.
Maakera elu päritolu ühe teooria, panspermia teooria kohaselt kukkusid Maa alla jääkomeedid, kandes pisikesi orgaanilisi molekule, millest sai elu alus. Kuid kosmose kaudu reisimine on katsumus, peamiselt võimsa kiirgustaseme tõttu, mis võib õrnad orgaanilised molekulid hävitada.
Kuid tahke kujul olev vesi võib kaitsta molekule kiirguse eest. "Võib-olla seetõttu, et ehitustellised olid vees külmunud, sai sellest nende kaitsev vahesein."
Asendajate otsimisel
Muidugi, kuigi vesi on meie enda planeedil eluks hädavajalik, võib leiduda eluvorme, mis ei ela maainimeste reeglite järgi.
Teadlased otsivad ka muid vedelikke, millel võiks olla sarnane roll universaalse lahusti ja transpordivahendina. Parimateks kandidaatideks on ammoniaak ja metaan, ütles Californias Moffett Fieldi NASA Amesi uurimiskeskuse astrobioloog Chris McKay. Ammoniaak, nagu vesi, on universumis suhteliselt levinud polaarmolekul, kuid teadlased pole veel leidnud päikesesüsteemis ammoniaagiga suuri kehasid.
Metaan ei ole polaarne, kuid see võib lahustada paljusid teisi aineid. Kuid erinevalt veest muutub metaan vedelaks vaid väga külmadel temperatuuridel - miinus 182 kraadi Celsiuse järgi.
"Me teame, et Titanil on suured vedela metaani ja etaani järved," on see üks Saturni kuudest, ütles McKay. "Seega on väga huvitav küsimus, kas elu võib kasutada vedelat metaani või etaani."
Ilja Khel
