Nestačí mať len vodu a správnu teplotu. Vedci práve zistili, prečo je život vo vesmíre taký vzácny
Zem nemala pri vzniku života len vodu a správnu teplotu. Vedci ukazujú, že rozhodlo aj extrémne vzácne chemické nastavenie pri formovaní planéty, bez ktorého by život, aký poznáme, vôbec nemusel vzniknúť.
Život vo vesmíre je s veľkou pravdepodobnosťou vzácny, aspoň ak sa pozeráme na to, koľko planét vôbec môže niesť život v takej forme, akú poznáme. Len máloktorá má správne podmienky na to, aby sa na nej niečo také vôbec rozbehlo.
A práve Zem môže byť v tomto smere doslova jackpotom. Aspoň podľa nového výskumu vedcov z ETH v Zürichu patrí naša planéta medzi tie výnimočne „šťastné“, na ktorých sa život nielen objavil, ale sa tu dokázal aj udržať.
Aby sa mohol život na planéte rozvinúť, nestačí len vhodná teplota či prítomnosť vody. V prostredí musí byť aj dostatok kľúčových chemických prvkov. Medzi najdôležitejšie patria fosfor a dusík. Fosfor zohráva kľúčovú úlohu pri tvorbe DNA a RNA, teda molekúl, ktoré uchovávajú a prenášajú genetickú informáciu. Zároveň je nevyhnutný aj pri prenose energie v bunkách. Dusík je zas základnou súčasťou proteínov, bez ktorých by bunky nevznikli, nefungovali a nedokázali by sa ani udržať. Bez týchto dvoch prvkov by sa život v takej podobe, akú poznáme, jednoducho nevyvinul.
Lenže čo je na to vlastne potrebné? Tím vedený postdoktorandom Craigom Waltonom z Centra pre pôvod a rozšírenie života na ETH Zürich pod vedením profesorky Marie Maria Schönbächler zistil, že rozhodujúca chvíľa prichádza už pri formovaní jadra planéty.
„Počas formovania jadra musí byť prítomné presne správne množstvo kyslíka, ani príliš veľa, ani príliš málo, aby fosfor a dusík zostali v plášti a kôre planéty k dispozícii pre neskorší vznik života,“ vysvetľuje Walton.
Práve takáto rovnováha nastala pri formovaní Zeme približne pred 4,6 miliardami rokov. Dá sa povedať, že išlo o mimoriadne šťastnú zhodu okolností v chemickej lotérii vzniku planét.
Neprehliadni
Je vznik života len chemická lotéria, alebo skôr extrémne úzke okno šance?
Planéty vznikajú v protoplanetárnom disku, teda v oblaku plynu a prachu, ktorý obklopuje mladú hviezdu. Práve z tohto materiálu sa neskôr poskladá celá planéta. Už počas jej zrodu však začína prirodzené triedenie prvkov. Ťažké kovy, ako železo, klesajú do stredu a vytvárajú jadro, zatiaľ čo ľahšie látky ostávajú vyššie a neskôr z nich vzniká plášť a kôra.
Ak je počas vzniku jadra kyslíka málo, fosfor sa viaže na ťažké kovy, napríklad na železo, a odchádza hlboko do jadra. Tým sa stáva pre budúci život prakticky nedostupným. Naopak, ak je kyslíka priveľa, fosfor síce zostane vo vrchných vrstvách planéty, no dusík má väčšiu šancu uniknúť a planéta oň príde. Práve toto je problém. Život nepotrebuje len jeden z týchto prvkov, ale obidva naraz a v dostatočnom množstve.
Waltonov tím pomocou počítačových modelov ukázal, že takýchto vhodných podmienok je len veľmi úzky rozsah. Vedci ho označujú ako chemickú „Goldilocks zone“, teda zónu, kde nie je kyslíka ani málo, ani veľa, ale presne toľko, aby na planéte zostal dostupný fosfor aj dusík. Zem podľa ich modelov vyšla presne do tohto úzkeho okna.
Mars sa podľa výskumu nachádzal mimo tejto zóny. V jeho prípade zostalo v plášti síce viac fosforu než na Zemi, no menej dusíka, čo vytvorilo omnoho horšie podmienky pre život v takej forme, akú poznáme. To ešte neznamená, že na Marse nikdy nemohol existovať žiaden primitívny život, no z pohľadu tejto štúdie to ukazuje, že chemická štartovacia pozícia planéty môže byť od začiatku výrazne nevýhodná.
Život vo vesmíre môže byť možno ešte vzácnejší, než sme si doteraz mysleli
Aký je teda hlavný odkaz výskumu? To, že kvapalná voda sama osebe nestačí. Doteraz sa pri úvahách o mimozemskom živote často riešilo najmä to, či má planéta oceány a správnu teplotu. Lenže táto práca naznačuje, že veľa planét môže byť „mimo hry“ už od svojho zrodu, a to aj vtedy, keď na prvý pohľad vyzerajú sľubne.
Astronómovia pritom môžu tieto chemické podmienky skúmať aspoň nepriamo, cez pozorovanie iných hviezdnych systémov veľkými teleskopmi. Množstvo kyslíka dostupného pri formovaní planét totiž súvisí aj s chemickým zložením materskej hviezdy. Inými slovami, hviezda do veľkej miery určuje, z akého materiálu sa jej planéty vôbec poskladajú.
Ak sa chemické zloženie hviezdy výrazne líši od nášho Slnka, šanca, že sa v jej sústave vytvoria planéty s podobne priaznivou chémiou ako na Zemi, klesá. „Vďaka týmto poznatkom môžeme hľadanie života zamerať presnejšie. Mali by sme sa sústrediť na sústavy s hviezdami podobnými Slnku,“ uzatvára Walton.
Treba však dodať jednu dôležitú vec. Tento výskum hovorí hlavne o živote takom, aký poznáme my, teda o živote závislom od konkrétnych chemických stavebných kameňov. Je možné, že vo vesmíre existujú aj iné formy života, ktoré by fungovali inak a nepotrebovali by rovnakú kombináciu podmienok ako Zem. Zatiaľ je to však stále len hypotéza. A práve preto vychádza Zem v tomto príbehu ešte vzácnejšie, než sa mohlo doteraz zdať.
