Autor Wątek: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)  (Przeczytany 13857 razy)

0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.

Offline Rafał

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 741
  • Nie zapomnijmy o Wenus.
    • Learning Junkies
Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« dnia: Sierpień 28, 2015, 22:13 »
Na początek praca co prawda teoretyczna, ale bardzo dobrze wprowadzająca w temat i aktualna, z lipca 2015:
http://www.mdpi.com/2075-1729/5/3/1472/htm ("The Physical, Chemical and Physiological Limits of Life")

Podstawowe uwagi z pracy:
- Aktualnie znamy tylko jeden przykład życia, którego podstawy to: węgiel jako główny budulec, woda jako główny rozpuszczalnik, połączenia chemiczne i światło jako główne źródła energii.
- Graniczne parametry środowiska, w którym ziemskie organizmy mogą się rozwijać: temperatura od -15°C do +113°C, ciśnienie do 1100 barów, pH od 0 do 13, zasolenie otaczającej wody do 35%, promieniowanie do 10,000 Gy.
- Graniczne parametry dla samego przeżycia (bez rozwoju) są znacznie szersze. Niesporczaki są w stanie przetrwać temperatury od niemal zera absolutnego do +151°C, ciśnienie do 6000 barów, a także próżnię. W takich warunkach mogą trwać przez wiele lat (podany jest przykład 120 lat).
- Dodatkowo ziemskie organizmy mogą dostosowywać się do środowiska przez znaczne zmiany formy.

Hipotetyczne marsjańskie mikroorganizmy:
- Nadtlenek wodoru zmieszany z wodą byłby znacznie skuteczniejszym rozpuszczalnikiem od samej wody. Niska temperatura zamarzania (do okolic -50°C), wysoka higroskopijność, ochrona przed radiacją (organizm oparty o taki rozpuszczalnik powinien wytworzyć mechanizmy ochronne przed tlenem, które byłyby łatwe do adaptacji do ochrony przed promieniowaniem).
- Samożywne organizmy mogłyby żyć analogicznie do endolitów, czyli z bardzo powolnym metabolizmem (niektóre endolity dzielą się komórkowo raz na kilkadziesiąt lat!). Za dnia mogłyby przeprowadzać fotosyntezę z produktami w postaci nadtlenku wodoru i metanu. Co ciekawe, ta hipoteza zgadza się z pomiarami Curiosity, które wskazują na wzrost stężenia metanu za dnia. W nocy organizmy mogłyby absorbować wodę za pośrednictwem produkowanych przez nie nadchloranów. Obecność nadchloranów na Marsie aktualnie również nie jest definitywnie wyjaśniona.
- Proponowany jest też sposób przemieszczania się organizmów po wyczerpaniu lokalnych źródeł energii. W marsjańskiej atmosferze i polu grawitacyjnym autorzy sugerują 'rakietowe' ruchy jako najskuteczniejszą metodę: pojedyncze skoki po kilkaset metrów dzięki energii z reakcji chemicznej.

Hipotetyczne życie na Tytanie:
- Zupełnie nowa biochemia z apolarnym rozpuszczalnikiem: metanem lub etanem. Źródłem energii mógłby być acetylen.
- Obecność takiego rozpuszczalnika znacznie zwiększa ilość samorzutnych reakcji chemii organicznej, stąd prawdopodobieństwo powstania życia w takim środowisku mogłoby być wyższe.
- Prawdopodobnie tytańskie mikroorganizmy byłyby znacznie większe od ziemskich, dominowałby też bardzo powolny metabolizm.

---

Wydaje mi się, że brakowało takiego wątku na forum, co widać było po tym jak często dyskusja o inteligentnym życiu na oceanicznych planetach odbiegała w kierunku mikrobów i chemii. Tutaj można będzie bez podziału na inteligencję czy poziomy mikro/makro dyskutować - w układzie słonecznym jedyne co nam pozostaje to raczej szukanie mikrobów. Pośrednio dzięki dyskusjom na tym forum, na tyle się zafascynowałem się tą nauką by zmienić trochę kierunek swojego życia i podjąć studia biologiczne, więc liczę że za kilkanaście lat dołożę się do relacjonowanych tu prac naukowych :)
« Ostatnia zmiana: Sierpień 28, 2015, 22:15 wysłana przez Rafał »

Offline Rafał

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 741
  • Nie zapomnijmy o Wenus.
    • Learning Junkies
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #1 dnia: Sierpień 29, 2015, 09:37 »
Kolejna podstawowa praca teoretyczna, co prawda z roku 2001 ale cytowana już 177 razy:
http://www.pnas.org/content/98/3/801.long ("Possible ecosystems and the search for life on Europa")

Hipotetyczne organizmy na księżycu Europa:
- Źródłem energii mogłyby być kominy termalne, a przy pęknięciach skorupy lodowej mało prawdopodobna ale możliwa fotosynteza. Możliwe też, że w wyniku jowiszowego promieniowania na powierzchni powstają stale utleniacze i proste związki organiczne, które również mogłyby dostarczać energii.
- Autorzy szacują, że zgodnie z wyżej wymienionymi źródłami energii, w oceanie byłoby średnio od 0,1 do 1 komórki na centymetr sześcienny. Co jest bardzo małą wartością, istotnie utrudniającą próbę wykrycia mikroorganizmów na miejscu.
- Ziemska makrofauna wymaga istotnego natlenienia wody. Jeżeli podobnie jest w przypadku europejskich organizmów, należałoby znaleźć istotne źródło tlenu by rozważyć ich istnienie (w przypadku Ziemi to fotosynteza, której na Europie prawdopodobnie nie ma).
- Ewentualnych organizmów można byłoby szukać przede wszystkim w najmłodszych częściach skorupy, poniżej 1 metra (gdzie promieniowanie nie jest niszczące).

Nowsza praca na temat Europy z roku 2010: http://articles.adsabs.harvard.edu//full/2010IJAsB...9..101C/0000103.000.html ("Instrumentation for the search for habitable ecosystems in the future exploration of Europa and Ganymede") wskazuje na siarczanowe szlaki/ciągi ('paths') na powierzchni księżyca, które mogą mieć pochodzenie biologiczne. Podaje też hipotetyczny rozkład izotopów, który sugerowałby istnienie mikroorganizmów redukujących siarkę.

http://users.ictp.it/~chelaf/BG_13Paper_3.pdf (2013, "Biogeochemical fingerprints of life: from Polar ecosystems to Galilean moons") również porusza temat ciągów. Podane są dwa ziemskie przykłady podobnych ciągów powstałych w wyniku metabolizmu bakterii.
« Ostatnia zmiana: Sierpień 29, 2015, 10:09 wysłana przez Rafał »

Offline ekoplaneta

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 7151
  • One planet Once chance
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #2 dnia: Sierpień 29, 2015, 11:12 »
Rafał wielki szacun za bardzo ciekawe wiadomości i nowy wątek. :-) Naprawdę to jest bardzo ciekawe
...

Offline Rafał

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 741
  • Nie zapomnijmy o Wenus.
    • Learning Junkies
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #3 dnia: Sierpień 29, 2015, 15:41 »
Dzięki.

Świeża praca z Harvardu w temacie panspermii: http://arxiv.org/pdf/1507.05614v2.pdf

Naukowcy podają metodę weryfikacji hipotezy panspermii. Jeśli mamy z nią do czynienia, powinniśmy zaobserwować wzór analogiczny do epidemii: skupiska czynnika (w tym przypadku egzoplanety z organizmami) oraz przestrzenie wolne od czynnika (martwe egzoplanety). Według autorów, wykrycie około 25 planet z biomarkerami w skupisku i 25 planet bez biomarkerów w pozostałych rejonach byłoby istotną przesłanką ku panspermii.

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #3 dnia: Sierpień 29, 2015, 15:41 »

Offline kanarkusmaximus

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 21005
  • Ja z tym nie mam nic wspólnego!
    • Kosmonauta.net
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #4 dnia: Sierpień 30, 2015, 18:02 »
Rafale - co do Tytana: a czemu nie woda?

W głębi Tytana jest dużo wody, może też być znacznie cieplej. Może życie tam by mogło powstać, w jakiejś warstwie pomiędzy wodą a węglowodorami? :)

Offline Rafał

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 741
  • Nie zapomnijmy o Wenus.
    • Learning Junkies
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #5 dnia: Sierpień 30, 2015, 19:54 »
Wydaje mi się, że autor nie wziął wody pod uwagę, ponieważ znajduje się bardzo głęboko pod powierzchnią. Według http://www.researchgate.net/profile/Christian_Beghin/publication/256543335_Analytic_theory_of_Titan's_Schumann_resonance_Constraints_on_ionospheric_conductivity_and_burie_ocean/links/0c9605239a1dbb1adb000000.pdf ("Analytic theory of Titan’s Schumann resonance: Constraints on ionospheric conductivity and buried water ocean") ocean znajduje się 55-80 km poniżej powierzchni.

Znalazłem bieżącą pracę poruszającą ten temat: http://140.123.79.88/~chunpoliu/titan/3.pdf ("Prebiotic-like chemistry on Titan") sugeruje, że życie mogło się rozwinąć wcześniej (gdy ocean miał bezpośredni kontakt z powierzchnią) i przetrwać do dzisiejszych czasów już sporo głębiej, energia w nim dostępna pozwalałaby na około 1g biomasy na metr kwadratowy. A więc faktycznie, jest taka możliwość i warto ją odnotować :)
« Ostatnia zmiana: Sierpień 30, 2015, 22:21 wysłana przez Rafał »

Offline kanarkusmaximus

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 21005
  • Ja z tym nie mam nic wspólnego!
    • Kosmonauta.net
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #6 dnia: Sierpień 30, 2015, 21:18 »
A jakie są ziemskie "średnie" wartości ilości biomasy na metr sześcienny? Warto znać to dla odniesienia. Zakładam, że rzędy wyżej. :)

Offline Rafał

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 741
  • Nie zapomnijmy o Wenus.
    • Learning Junkies
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #7 dnia: Sierpień 30, 2015, 22:21 »
Na metr kwadratowy*, przeoczyłem jednostki. Na Ziemi mamy 100-1000g biomasy na metr kwadratowy.

Offline kanarkusmaximus

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 21005
  • Ja z tym nie mam nic wspólnego!
    • Kosmonauta.net
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #8 dnia: Sierpień 30, 2015, 22:24 »
Troszkę dziwne, że na metr kwadratowy. Jakoś wyobrażałem to sobie jako jednostkę objętości i ilość biomasy w tym. A tak wychodzi powierzchnia. :)

Tak czy inaczej - na Ziemi mamy średnio przynajmniej 100x więcej niż na Tytanie. Dość ważne porównanie!

Offline Rafał

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 741
  • Nie zapomnijmy o Wenus.
    • Learning Junkies
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #9 dnia: Sierpień 31, 2015, 09:27 »
Przy porównywaniu planet metr kwadratowy jest praktyczniejszy. Do tego szacunku podszedłbym bardzo ostrożnie, bo to wartość maksymalna wyciągnięta z jednego wzoru, bez uwzględnienia wydajności reakcji, dostępności substratów itp. Nie zdziwiłbym się, gdyby ostatecznie byłaby możliwa gęstość porównywalna do Europy (0,1 - 1 komórki na centymetr sześcienny, czyli kilka rzędów biomasy mniej).

Offline kanarkusmaximus

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 21005
  • Ja z tym nie mam nic wspólnego!
    • Kosmonauta.net
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #10 dnia: Sierpień 31, 2015, 13:32 »
Rafał, a czy są podobne porównania dla Enceladka i innych obiektów w Układzie Słonecznym? Ciekawe, czy Europa albo Tytan się mocno na tle innych wyróżniają w tej kwestii. Teoretycznie oczywiście. :)

Offline Rafał

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 741
  • Nie zapomnijmy o Wenus.
    • Learning Junkies
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #11 dnia: Sierpień 31, 2015, 15:36 »
Z pewnością. Miałem w planach opracowanie wszystkich interesujących obiektów w układzie, więc niedługo to streszczę. W ramach podsumowania, poniżej wklejam ciała niebieskie, które są istotne dla astrobiologów (slajd pochodzi z prezentacji Nathalie Cabrol, która niedawno została szefem jednego z działów SETI).

Offline Spearhead

  • Junior
  • **
  • Wiadomości: 80
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #12 dnia: Sierpień 31, 2015, 16:19 »
Hmm, Ceres?

Offline kanarkusmaximus

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 21005
  • Ja z tym nie mam nic wspólnego!
    • Kosmonauta.net
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #13 dnia: Sierpień 31, 2015, 17:06 »
Fajnie Rafale! To będzie coś interesującego! :)

Offline ekoplaneta

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 7151
  • One planet Once chance
Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #14 dnia: Sierpień 31, 2015, 19:07 »
Rafał proponuję napisać książkę o tym co tu piszesz Serio!  To bardzo medialny i potrzebny Temat. może Prószyński by to przyjął :-)

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)
« Odpowiedź #14 dnia: Sierpień 31, 2015, 19:07 »