Medtem ko astronomi poskušajo ugotoviti, kateri planeti se jim zdijo bivalni, je treba upoštevati številne stvari. Kako blizu so matične zvezde? Iz česa so sestavljene njihove atmosfere? In ko ugotovimo te odgovore, se je treba vprašati še nekaj: koliko mineralov je na površini planeta?
Danes je v pogovoru iz Washingtona Robert Hazen iz Carnegiejeve institucije predstavil svoje ugotovitve, ki kažejo, da bi lahko dve tretjini mineralov na Zemlji izhajalo iz življenja samega. Koncept ni nov - on in njegova ekipa sta to prvič objavila leta 2008 -, vendar so njegove ugotovitve prišle pred množico eksoplanetov, ki jih je odkril vesoljski teleskop Kepler.
Ko bomo izvedeli več informacij o teh oddaljenih svetovih, bo zanimivo videti, ali je mogoče uporabiti njegove ugotovitve - če bi lahko minerale zaznali že od daleč.
"Živimo na planetu izjemne lepote, in ko ga pogledate iz bližine naše lune, vidite, kaj je očitno zelo dinamičen planet," je Hazen povedal delegatom na "Načrtovani svetovi v času in prostoru", spomladanskem simpoziju znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop, ki je ta teden (28. aprila in 1. maja) na spletu.
Njegovo stališče je bilo, da planeti ne bodo nujno začeli tako, v svojem govoru pa je dejal, da bo povabil komentarje in vprašanja o svojem delu za alternativne procese. Njegova ekipa verjame, da se minerali in življenje sočasno razvijajo: življenje je postajalo bolj zapleteno in število mineralov se je sčasoma povečalo.
Prvi mineral v kozmosu so bili verjetno diamanti, ki so nastali v supernovah. Te eksplozije zvezd so bile tam, kjer so bile ustvarjene težje prvine v našem kozmosu, zaradi česar je vesolje bogatejše od začetne juhe vodika in helija.
Dejansko je 10 elementov, ki so bili ključni pri oblikovanju Zemlje, je dejal Hazen, pa tudi drugi planeti v našem osončju (kar pomeni tudi, da bi to verjetno veljalo za eksoplanete). To so bili ogljik, dušik, kisik, magnezij, silicij, ogljik, titan, železo in dušik, ki so na zgodnji Zemlji tvorili približno ducat mineralov.
Tukaj pa je stvar. Danes je na Zemlji več kot 4.900 mineralov, ki so oblikovani iz 72 bistvenih elementov. Čisto sprememba.
Hazen skupina predlaga 10 stopenj evolucije:
- Primarni minerali hondrita (pred 4,56 milijarde let) - kar se je ohladilo, ko se je ohlajala sončna meglica, ki je tvorila naš osončje. Trenutno je 60 mineralnih vrst.
- Planetesimals - ali protoplaneti - so se spremenili z udarci (4,56 BYA do 4,55 BYA). Tu so nastale feldspar, mikas, glina in kremen. 250 mineralnih vrst.
- Tvorba planetov (4,55 BYA do 3,5 BYA). Na "suhem" planetu, kot je Merkur, se je evolucija ustavila pri približno 300 vrstah mineralov, medtem ko bi "vlažnejši" planeti, kot je Mars, videli približno 420 mineralnih vrst, ki vključujejo hidrokside in gline, ki nastanejo pri procesih, kot so vulkanizem in ledu.
- Tvorba granita (več kot 3,5 BYA). 1.000 mineralnih vrst, vključno z berilom in tantalitom.
- Tektonika plošč (več kot 3 BYA). 1.500 mineralnih vrst. Povečanje, ki nastane zaradi sprememb, kot so nove vrste vulkanizma in metamorfne spremembe pod visokim pritiskom znotraj Zemlje.
Te zgornje stopnje so približno toliko, kot bi na planetu brez življenja prišli, je dejal Hazen. Kar se tiče preostalih stopenj na Zemlji, so tu:
- Anoksična biosfera (4 do 2,5 BYA), z okoli 1500 mineralnimi vrstami, ki so bile prisotne v zgodnji atmosferi. Tu je prišlo do porasta hemolitovtotrofov ali življenja, ki pridobiva energijo iz oksidacijskih anorganskih spojin.
- Paleoproterozojska oksidacija (2,5 do 1,5 BYA) - velik porast mineralnih vrst na 4.500, saj kisik postane prevladujoč akter v atmosferi. "Poskušamo razumeti, ali to res velja za vsak drug planet ali obstajajo alternativne poti," je dejal Hazen.
Zadnje tri faze do današnjih dni je bil nastanek velikih oceanov, globalna ledena doba in nato (v zadnjih 540 milijonih let) biomineralizacija ali proces živih organizmov, ki proizvajajo minerale. Ta zadnja faza je vključevala razvoj drevesnih korenin, kar je privedlo do vrst, kot so glive, mikrobi in črvi.
Tu je treba opozoriti, da kisik ne pomeni nujno, da obstaja zapleteno življenje. Govornik David Catling z univerze v Washingtonu pa je ugotovil, da se je kisik v ozračju dvignil pred približno 2,4 milijarde let, kar sovpada z nastankom zapletenega življenja.
Živali, kot jih razumemo, bi bile lahko večino Zemljine zgodovine "nemogoče, ker niso mogle dihati", je dejal. Toda v zvezi s tem bo potrebno še več študija. Navsezadnje smo našli življenje samo na enem planetu: Zemlji.
Konferenca STSCI se nadaljuje do 1. maja; dnevni red si lahko ogledate tukaj.
