Zivot u svemiru

Uvod
Povijest
Mars
Europa
Titan
 Izvansolarni planeti
SETI
Zakljucak
Mars


"Da nam je doći na taj novi sviet, ne bi osjećaj, što nam dušu zaokupi, ni malo bio tudj, jer sve što opažamo, nalik je prizorima u našoj zemaljskoj prirodi. Osjećamo da smo premješteni na nebesku kruglju, za čudo nalik našoj. Evropski seljak, koga bujica iseljivanja baci na obale Australije, pa se jednog liepog jutra probudi u sasvim nepoznatom predjelu, gdje su stabla, tlo, životinje, godišnja doba, Sunce i Mjesec drugačiji, ne će se manje iznenaditi, ne će se manje tuđim osjećati od nas, kad stupimo na planet Mars. Kad sa Zemlje stupimo na Mars, toliko je, kao da promienimo stupanj širine na Zemlji." Oton Kučera, Naše Nebo, 1895

Od svih planeta u Sunčevom sustavu Mars je po fizičkim karakteristikama, kao što su temperatura, voda, atmosfera, itd., najsličniji Zemlji. Uz to, on je jedan od bližih planeta, pogodan za promatranje teleskopom. No, nekad čovjek nije raspolagao moćnim teleskopima kojima raspolaže danas. Nekadašnji teleskopi bili su prilično primitivni i to je uvjetovalo brojne zablude početkom dvadesetog stoljeća. Zablude su razriješene tek u kasnijoj eri raketa i svemirskih letjelica, koje su izbliza proučile Mars.

Mapa Marsa
Mapa Marsa kako ju je izradio astronom Schiaparelli
Jedna od najpoznatijih ličnosti koja je istraživala Mars, zasigurno je Percival Lowell (1855-1916). On je krajem devetnaestog stoljeća (1894) utemeljio teoriju o inteligentnom životu na Marsu na temelju zagonetnih geometrijskih kanala viđenih na Marsovoj površini. Smatrajući da na Marsu ima vode samo na polovima, gdje se mogao vidjeti vodeni led, Lowell je zaključio da su inteligentni stanovnici Marsa sagradili razgranatu mrežu kanala od jednog do drugog pola kako bi navodnjavali sušnija područja Marsa. Na Lowella i njegovu teoriju snažno je utjecao Giovani Schiaparelli, koji je još 1878. godine promatrao Mars u opoziciji (tada se Mars najbolje vidi sa Zemlje) koristeći se svojim 8-inčnim (200 mm) refraktorskim teleskopom, te prvi zamijetio kanale na Marsu. Lowella je taj fenomen toliko zainteresirao, da je čak sagradio svoju zvjezdarnicu u Arizoni. Pišući mnoge knjige, Lowell je zadobio velik broj pristaša svoje teorije. Astronom E. W. Maunder je već tada pretpostavio da bi stvarni uzrok viđenja tih kanala mogla biti zapravo iluzija ili optička varka zbog prenaprezanja oka i teških uvjeta pri promatranju, budući da tadašnji teleskopi nisu bili dovoljno dobri i veliki da mogu razlučiti više detalja na Marsovoj površini. To stajalište je također podržao i poznati američki astronom Newcomb. Neki astronomi, koji su koristili veće i bolje teleskope od Lowellovog (primjerice observatorij U.S. Naval, 26-inčni teleskop), nisu mogli vidjeti kanale na Marsu. Misteriju kanala na Marsu konačno je razriješio astronom Antoniadi 1909. godine prilikom opozicije Marsa, koristeći tada u Europi najveći, 33-inčni teleskop u Meudonu (Francuska). Promatrajući Mars tijekom 2 mjeseca, on je zaključio da su kanali optička varka i da odgovaraju nepravilnim sjenama koje su vidljive na Marsu. Hale je također potvrdio zaključke Antoniadia promatrajući Mars Yerkesovim 60-inčnim teleskopom, koji je u to doba bio najveći na svijetu.

Lazni kanali na Marsu
Usporedba promatranja Antoniadia (desno) sa promatranjima od Schiaparellija
Time je teorija o inteligentom životu bila srušena, ali se zato počela favorizirati ideja o mogućnosti vegetacije kao života. Većina astronoma bila je mišljenja da su uvjeti na Marsu toliko teški da mogu preživjeti samo neke vrlo otporne vrste. U opozicijama Marsa 1924. i 1926. godine, utvrđeno je da Mars ima prosječnu temperaturu dosta ispod ledišta vode, tanku atmosferu nepoznata sastava i površinu čija se boja mijenja tijekom vremena. Logično objašnjenje za tajanstvene promjene boje Marsove površine bilo je postojanje neke vrste primitivne vegetacije. Astrofizičar E. L. Nicols Coblenz je usporedio uvjete na Marsu s uvjetima u Sibiru, gdje uspjevaju jedino mahovine i lišajevi. Smatrao je da bi postojanje biljnih vrsta sličnih tundri, koja mijenja boju ovisno o godišnjem dobu, moglo bi biti uzrok promjena boje Marsove površine. Znanstvenici u Rusiji, među kojima se ističe Gavril A. Tikhov, također su bili mišljenja da je uzrok promjeni boje Marsove površine vegetacija. Coblenz je upozorio da su se na Marsu u skladu s okolišem mogle razviti sasvim drugačije biljke od onih koje poznajemo na Zemlji. Postojanje primitivnih životinjskih oblika koji su prilagođeni Marsovim uvjetima (primjerice,
Percival Lowell
Percival Lowell
hibernacija za vrijeme hladnog doba) nije također bilo isključeno. Smatralo se je da Mars između svih planeta Sunčevog sustava ima najbolje uvjete za život. Ustanovljeno je da uvjeti na Veneri, gdje temperatura površine iznosi 50 °C, nisu bolji (mnogo kasnije je izmjerena prava temperatura koja iznosi 460°C). Daljnje važne činjenice vezane za Mars i njegovu vegetaciju razotkrivene su uz pomoć spektroskopskih metoda promatranja Marsa. Walter S. Adams i Charles E. St. John su koristeći šesteroprizmeni spektrogaf na 60-inčnom reflektorskom teleskopu smještenom na Mont Wilsonu ustanovili 1925. godine da je vlažnost zraka na Marsu manja od 1% normalne vlažnosti zraka na Zemlji, a količina kisika također vrlo malena. To je Marsu dalo obilježja planeta ekstremnih pustinjskih uvjeta. Adams je 1933. godine ponovno proučavao Mars koristeći sa boljim, modificiranim spektroskopom (umjesto šest prizmi je koristio optičku rešetku) i većim teleskopom (100-inčni teleskop) te nije uopće detektirao kisik. Stoga je zaključio da je gornja granica zastupljenosti kisika na Marsu manja od 1/1000 zastupljenosti kisika na Zemlji. Važan daljnji događaj u istraživanju Marsa bilo je otkriće Gerarda P. Kupiera 1947. god., koji je infracrvenom (IR) spektroskopijom detektirao ugljični dioksiod u Marsovoj atmosferi. Kupier je usporedio IR spektar Marsa s odgovarajućim spektrom različitih biljaka na Zemlji. Koristeći ovu metodu, Kupier nije mogao pronaći klorofilne značajke viših biljaka sa Zemlje kao niti značajke nižih biljaka koje sadrže vodu u spektru Marsa. Unatoč svim ovim rezultatima, vjerovanje u Marsovu vegetaciju održalo se je do tridesetih godina, pa čak i kasnije, poslije rata.

Godine 1956., harvardski astronom William M. Sinton promatrao je Mars osjetljivijim IR spektroskopom šireg područja, koji je mogao detektirati organske molekule na temelju apsorpcijskih vrpci pri oko 3.4 mm. To su bile veće valne duljine od onih koje je koristio Kupier koji je promatrao spektar u području 1 - 2.5 mm. Nakon 4 noći promatranja Sinton je zaključio da vrpce u dobivenom spektru odgovaraju organskim spojevima koji se nalaze u biljkama te da je velika vjerojatnost da biljke na Marsu postoje. Taj zaključak je potvrdio još jednim promatranjem velikim palomarskim teleskopom uz pomoć puno osjetljivije opreme. No ubrzo se ispostavilo da Sintonov organski spektar odgovara spektru teške vode koja se nalazi u Zemljinoj atmosferi. Slična zabluda se dogodila i par stoljeća prije, kad je astronom Slipher mislio da je spektroskopom detektirao vodu na Marsu, a zapravo je detektirao vodu u Zemljinoj atmosferi. Ove zablude prošlosti pokazuju s koliko pažnje treba interpretirati eksperimentalne podatke.

Pitanje života na Marsu možda bi zauvijek ostala misterija da nije bilo epohalnih događaja u dvadesetom stoljeću - svemirskih letova. Svemirski letovi nisu umanjili važnost promatranja sa Zemlje. Nasuprot tome zemaljska promatranja su nastojala prikupiti što više podataka o Marsu kako bi letjelica poslana na Mars mogla ostvariti što bolje svoju misiju. U tim pripremama za misije na Mars, Lowellovi sljedbenici su odigrali važnu ulogu, iako je većina između njih vjerovala da na Marsu može postojati samo neki oblik vegetacije. Ideja o postojanju inteligentnog života bila je već davno odbačena. Razvoj tehnologije svemirskih letova omogućio je slanje automatizirane svemirske letjelice dizajnirane tako da traži život na Marsu. Tada su se znanstvenici suočili s jednim važnim problemom, a to je biološka kontaminacija. Kontaminacija planeta Mars nekim vrlo otpornim zemaljskim mikoroorganizmom donešenim pomoću letjelice ili čak još gore obrnuto, kontaminacija Zemlje s nekim Marsovim uzorkom tla donešenim na Zemlju, razmatrana je krajnje ozbiljno. Donešen je čitav niz pravila i konvencija u vezi s tim problemom, kao što su nužna sterilizacija letjelice i karantena astronauta. Sve to dokazivalo je koliko je zapravo ozbiljno shvaćen život u svemiru. Svemirski letovi, koncipirani na ovaj način, omogućili su biologiji da riješi osnovna pitanja, kao što su podrijetlo života i njegov razvoj u zasebnim evolucijskim prostorima. Utemeljena je nova grana biologije pod nazivom egzobiologija.

Rusi su bili prvi koji su poslali letjelicu na Mars. Prva ruska letjelica koja je poletjela 1960. godine, doživjela je neuspjeh. Slično se je desilo i s kasnijim ruskim letjelicama. Valja međutim napomenuti da su Rusi pretežno istraživali Mars u okviru "hladnog rata" te da njihove letjelice nisu bile predviđene za tako komplicirane pokuse kao što je detekcija života.

Slike Marinera 4
Prve slike Marinera 4 pokazale su beživotnu površinu Marsa
Prva američka letjelica, odaslana prema Marsu bio je Mariner 4 koji je u srpnju 1965. god. proletio 3800 kilometara daleko od Marsa. On je odaslao 22 fotografije Marsa koje su prikazivale beživotnu površinu punu kratera. Marinerovi instrumenti su zabilježili atmosferski pritisak na površni Marsa od samo 10 mbara, što iznosi 1% Zemljinog atmosferskog pritiska i značilo je da Mars ima jako rijetku atmosferu. Marineri 6 i 7, odaslani 1969. godine, koji su slikali oko 20 % Marsove površine izbliza, nisu otkrili ništa značajno za život na Marsu. Međutim, Mariner 9 koji je postao prvi Marsov umjetni satelit 1971. god., snimio je Mars mnogo detaljnije nego prethodni Marineri. Na slikama Marinera 9, snimljenim uz daleko bolju rezoluciju, postali su uočljivi različiti tipovi terena, uključujući i kanale koji su nalikovali na suha korita nekadašnjih rijeka. Nametalo se je pitanje: "Ako je nekad na Marsu bilo obilje vode, nije li se mogao razviti život i do sada možda preživjeti?" Analizom Marinerovih slika potvrđeno je još jednom da Schiaparelli-evi geometrijski kanali, za koje se je mislilo da su izgrađeni radom inteligentnih bića, ne postoje na Marsu.

Sonda Viking
Sonda Viking
Kulminacija potrage za životom u Sunčevom sustavu zasigurno je lansiranje dvaju Vikinga 1975. godine. Projekt Viking započet je 1968. godine i jedan je najambicioznijih projekata izrade i odašiljanja robotske letjelice prema nekom planetu u ovom stoljeću. Cijena letjelice iznosila je 930 milijuna dolara, što govori o njenoj kompleksnosti, a cijena izvođenja eksperimenata na Marsu bila je 227 milijuna dolara. Pod vodstvom znanstvenika Gerarda A. Soffena, 78 znanstvenika radilo je na 13 različitih projekata. Rezultati ovih ispitivanja proširili su znanje o Marsu daleko više nego sva dotadašnja istraživanja zajedno te dali konačne i točne odgovore na pitanja u vezi s temperaturom, sastavom, pritiskom Marsove atmosfere itd. Oba Vikinga su 1976. godine sretno su sletjela na Mars. Viking 1 je sletio 20. srpnja u područje Chryse Plantie, dok je Viking 2 sletio 3. rujna malo južnije u području Utopia Plantia. Najvažniji dio Vikinga sačinjavao je biološki laboratorij za detektiranje života na Marsu. Biološki pokusi, koje su trebali izvesti Vikinzi, bili su temeljeni na principima važnim za život na Zemlji. Zamišljena su tri pokusa od kojih je svaki koristio drugi pristup prema problemu života.

Prvi eksperiment pod imenom "Labeled release" (markirano otpuštanje) razradio je Gilbert Levin. Eksperiment se je temeljio na zamisli da svaki mikroorganizam na Marsu mora, slično mikroorganizmima na Zemlji, konzumirati jednostavne organske spojeve, razgraditi ih i stvoriti plinove poput CO2, metana ili vodika. Zbog toga je u inkubacijsku komoru Vikinga, u koju je prethodno robotskom rukom smješten uzorak Marsova tla, dodana razrijeđena vodena otopina od sedam hranljivih organskih sastojaka. Organski spojevi u hranljivim sastojcima su bili označeni radioaktivnim ugljikom (C14) zbog detekcije. Tlo je inkubirano u komori neko vrijeme kao bi organizmi mogli razgraditi dodanu hranu. Zamišljeno je da se brojačem mjeri radioaktivnost eventualno nastalog 14CO2.

Vikingov biološki laboratorij
Vikingov mali biološki laboratorij za obavljanje tri eksperimenta
Drugi biološki eksperiment nazvan je "Gas exchange" (izmjena plinova) a zamislio ga je Vance Oyama. U eksperimentu se je polazilo od postavke da svako živo biće na Zemlji djeluje na svoj okoliš, mijenjajući sastav plinova oko sebe. Isto bi tako trebalo biti s mikroorganizima na Marsu. Tijekom metabolizma oni bi morali uzimati neke plinove, a ispuštati druge. Ovim eksperimentom željela se je ispitati mogućnost života na Marsu pod dva različita uvjeta. U prvom dijelu eksperimenta uzorak s Marsovim tlom, za koji je pretpostavljeno da sadrži mikroorganizme navikle Marsovoj jako sušnoj klimi, samo je navlažen vodom, da se potakne njihova metabolička aktivnost. Pretpostavljeno je da će mikroorganizmi započeti mijenjati plinove oko sebe, što će se registrirati plinskim kromatografom. U drugom dijelu eksperimenta uzorku tla dodana je tzv. "pileća juha" (bogata hrana od 19 organskih sastojaka), nakon čega su analizirani plinovi u komori.

Treći eksperiment, nazvan "Pyrolitic release" (pirolitičko otpuštanje) razradio je Norman Horowitz. Polazio je od činjenice da je život na Marsu možda toliko prilagođen Marsovim ekstremnim uvjetima, da bi bitne promjene takvog okoliša, kao što su dodavanje vode i hrane, mogle biti nepogodne po mikroorganizme ili čak izazvati njihovo uginuće. Stoga su u komoru s uzorkom Marsovog tla dodani radioaktivno označeni ugljikov dioksid i ugljikov monoksid za koje se je znalo da su zastupljeni u Marsovoj atmosferi. Pretpostavljeno je da su organizmi na Marsu razvili sposobnosti da mogu pretvoriti te plinove u organsku tvar. Uz simulaciju Marsovog sunca (bez UV zraka), tlo je inkubirano 120 sati, nakon čega je pirolizirano pri temperaturi od 625 °C. Pri toj temperaturi mikroorganizmi bi se morali razgraditi, a organske tvari, koje su sintetizirali iz 14CO2 i 14CO, morale bi se pretvoriti u organske pare. Značajna količina stvorene organske pare, detektirana brojačem, značila bi potvrdu života na Marsu.

Iako Vikingove kamere nisu snimile ni jedan živi organizam na površini Marsa, rezultati bioloških eksperimentata donijeli su velika iznenađenja. U eksperimentu "Labeled release", detektirani su plinovi u komori nakon što je dodana hranjiva tvar, a zatim je reakcija prestala. U eksperimentu "Gas Exchange" detektiran je ne samo CO2 već i kisik, što se nije dogodilo ni pri testiranju Zemljinih uzoraka tla. Pretpostavljeno je da bi tome mogao biti uzrok djelovanje snažnog oksidansa (najvjerojatnije vodikovog peroksida), a ne mikroorganizama. Eksperiment "Pyrolitic release" dao je također pozitivne rezultate. Načinjen je dodatni odlučujući eksperiment u kome je tlo Marsa analizirano vezanim sustavom plinski kromatograf - spektrometar masa, kojim se mogu detektirati organski spojevi. U ovom eksperimentu nije nađena organska tvar u Marsovom tlu, što je značilo da organske tvari uopće nema ili da je ima manje od 1 ppb (dijelova po milijardi). No tri biološka eksperimenata ukazivala su da na Marsu postoji život. Vikingov znanstveni tim je zaključio da bi uzrok pozitivnim rezultatima mogao biti čudnovat sastav Marsova tla. Možda se Marsovo tlo bitno razlikuje od Zemljinog i sadrži neke spojeve koji mogu izazvati lažne rezultate? Neki su i dalje ostali u uvjerenju da eksperimenti Vikinga dokazuju djelovanje živih bića. Najveću podršku za to dobili su u prvom eksperimentu "Labeled release". Naime, nakon što je u tom eksperimentu sterilizirano tlo Marsa, kako bi se ubili svi mikroorganizmi, produkcija plina markiranog s 14C je izostala. Ili su u tlu ubijeni mikroorganizmi ili se je nepoznata kemijska supstancija dezaktivirala zagrijavanjem. Kasnije je ustanovljeno da je količina vodikovog peroksida, za kojeg se smatralo da bi mogao biti uzrokom pozitivnih rezultata, daleko manja u Marsovom tlu nego što su znanstvenici pretpostavljali. Valja napomenuti da se eksperimentom "Labeled Release" može detektirati 50 mikrobnih stanica u uzorku tla od 100 grama, dok je za detekciju sustavom plinski kromatograf - spektrometar masa potrebno 106 mikrobnih stanica. Takva razlika u osjetljivosti instrumenata može objasniti različite dobivene rezultate. G. Levin je upozoravao da se na slikama koje su Vikinzi snimili mogu primjetiti točke čija boja varira ovisno o razdoblju (godišnjem dobu marsa). Te točke po njegovu mišljenju ukazuju na prisutnost neke vrste lišajeva ili organizama.

No ipak, Vikingov tim istraživača nije mogao nedvojbeno dokazati život na Marsu. Stoga je zaključeno gotovo sa sigurnošću da na Marsu nema nikakvog života. Neki, kao Horowitz iz toga su izveli uopćene zaključke: "Budući da je Mars nudio najbolji i najpouzdaniji dom za vanzemaljski život u Sunčevom sustavu, sada je skoro jasno da je Zemlja jedini planet obdaren životom u našem dijelu galaksije."

Slika mogućeg marsovog mikrofosila
Slika mogučeg marsovog mikrofosila
Završetkom Vikingovih istraživanja, interes za Mars je polako opao, dok u kolovozu 1996. godine grupa znanstvenika s instituta Johnson Space Center i univerziteta Stanford nije izvijestila o dokazima da je život na Marsu postojao prije 3.6 milijardi godina. Radi se o meteoritu ALH84001 za koji znastvenici smatraju da je prije 15 milijuna godina bio izbačen s površine Marsa, najvjerojatnije udarom nekog meteorita ili kometa u Marsovu površinu. Pretpostavljaju da je meteorit prije 13 000 godina uletio u Zemljinu atmosferu i pao na području Antartike. Njegov kemijski sastav slaže se s rezultatima analize tla koju su 1976 god. napravili Vikinzi. Analizom meteorita tim znanstvenika našao je organske molekule, par mineralnih struktura koje su vezane uz biološku aktivnost i fosile primitivnih organizama sličnih bakterijama. Od organskih spojeva nađeni su poliaromatski kondenzirani ugljikovodici u velikoj koncentraciji. U meteoritu su nađeni i željezov sulfat i magnetit, koji su uobičajen produkt nekih anaerobnih bakterija na Zemlji. Također su nađeni vrlo maleni (100 nm) fosili koji bi mogli potjecati od tadašnjih bakterija na Marsu. Slična istraživanja načinili su i neki britanski znanstvenici sa meteoritom EETA79001 koji je star samo 180 milijuna godina, a smatra se također da potječe s Marsa. Oni su zaključili da taj meteorit također sadrži neke tragove mogućeg života na Marsu u prošlosti.

Sojourner
Mars Pathfinder - malo vozilo Sojourner
Posljednja istraživanja na Marsu izvedena su uz pomoć malog vozila pod imenom Pathfinder koji nažalost nije bio opremljen nikakvim instrumentima za detektiranje života. Svemirska agencija NASA predviđa svake 2.2 godine slati po dvije letjelice na Mars u svrhu daljnjeg proučavanja Marsa. Mnoga područja na Marsu vrlo su slabo istražena i možda na nekim drugim lokacijama Marsu postoje pogodniji uvjeti za život. Prema predviđanjima, čovjek bi mogao osobno stupiti na tlo Marsa u idućih 10-15 godina. U međuvremenu, ne preostaje nam drugo do maštanja o mogućem Marsovom životu.

"U nepristranom, zemaljskim predsudama nepomućenom duhu prisegnut će razložna logika nešto dalje od očiju; pronicavi um nas pogađa, osjeća pojmi, da prirodne sile ne ostaše neradine, da ih u njihovu radu ne mogaše zaustaviti kakovo čudo trajne neplodnosti...... Nije li prirodno stanje, ima li i tamo bića, koja nas motre, koja našu postojbinu možda bolje znadu, nego mi njihovu, koji su možda jednakih ili pače većih sposobnosti od nas?" Oton Kučera, Naše Nebo, Zagreb 1895


Natrag Dalje