Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)

[Rafał]

Rafał proponuję napisać książkę o tym co tu piszesz Serio!  To bardzo medialny i potrzebny Temat. może Prószyński by to przyjął :-)

Za mało wiem, żeby się wypowiadać gdzieś dalej niż na forum. Na razie będę szczęśliwy jak uda się napisać pracę licencjacką w temacie.

W kwestii Ceres, jak nie wiadomo o co chodzi to chodzi o wodę http://www.esciencecentral.org/journals/astrobiology-on-the-dwarf-planet-ceres-2332-2519.1000e108.ph%20p.php?aid=40545 ("Astrobiology on the dwarf planet Ceres"). Pod powierzchnią może się znajdować ciekła woda. Do tego zaobserwowano wyrzuty pary wodnej, jedna z hipotez proponuje że są one związane z gazem pod dużym ciśnieniem zebranym w podpowierzchniowych zbiornikach. Producentami gazu mogłyby być mikroby. Odnoszę wrażenie, że to bardzo naciągane przypuszczenia, ale cóż

[ekoplaneta]

To napisz pracę a potem książkę Ok?  :-) Naprawdę ciekawe rzeczy piszesz i szkoda tego szerzej nie upowszechnić....

[Matias]

Rafale czy mozesz napisac cos o swoich studiach? Jakie masz przedmioty i specjalizacje?

[Rafał]

Rafale czy mozesz napisac cos o swoich studiach? Jakie masz przedmioty i specjalizacje?

Zaoczna biologia na UAM w Poznaniu (pierwszy lepszy wybór - po prostu wygodniej, bo już tam studiowałem i mam 5 km do kampusu). Na poziomie licencjatu nie ma specjalizacji. Na pierwszym roku m.in. anatomia roślin i zwierząt, filogeneza, biochemia, wirusologia, genetyka, cytologia, plus sporo ogólnych typu podstawy chemii, podstawy fizyki, matematyka ze statystyką i inne. Rozważałem też chemię na UAM, ale znam absolwentów tego kierunku i ostatecznie uznaliśmy że chemii organicznej można się nauczyć dodatkowo, a biologii nie za bardzo (a szczególnie mikrobiologii i cytologii, w które wstępnie celuję).

[Rafał]

W Nicei trwa konferencja astrobiologiczna - dostałem powiadomienie z linkiem do śledzenia ostatniej nocy więc pierwszy dzień mnie ominął Ale z kolejnych czterech dni postaram się zdać relację w tym wątku.

Program konferencji: http://exoatmo.sciencesconf.org/program
Śledzenie: https://connect.arc.nasa.gov/tde2015

[Rafał]

Po dwóch stricte chemicznych wykładach, został wygłoszony astrobiologiczny:
Biosignatures in context (Franck Selsis, Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux)
Zafundował dużą dawkę zdrowego sceptycyzmu:
- przyjmowanie że życie aktualnie gdzieś istnieje poza Ziemią ma więcej wspólnego z wiarą niż z nauką
- poszukiwanie życia poza Ziemią ma długą historię błędnych nienaukowych hipotez
- żadna odkryta anomalia nie może być sama w sobie dowodem na istnienie życia, dotyczy to na przykład analizy składów atmosfer egzoplanet, ponieważ przykładowa duża ilość tlenu wcale nie musi być pochodzenia organicznego
- potrzebne są szerokie obserwacje bez nastawienia na poszukiwanie życia, by najpierw zdobyć próbę danych która jest bardziej reprezentatywna niż 8 planet i 1 życie

[Rafał]

I wykres który niezwykle przypadł mi do gustu

[Rafał]

Przez obowiązki ominęło mnie pół zapewne intrygującej prezentacji Habitability potential of icy moons around Jupiter and Saturn (Athena Coustenis, Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique). Co wychwyciłem to przede wszystkim sugestię, że powoli odchodzi się od stref przyjaznych dla życia w układach słonecznych (habitable zone). Zamiast tego, powinniśmy o nich mówić per strefy poszukiwane (hunting zone), ponieważ ciekła woda jest obecna pod skorupami wielu lodowych ciał niebieskich w pozostałych rejonach układów.

W drugim załączniku jest bardzo interesujący schemat z proponowanym wnętrzem Enceladusa.

[Rafał]

W bardzo technicznym wykładzie Molecular chirality in simulated interstellar ices as a probe of photochemically induced asymmetry (Iuliia Myrgorodska, Synchrotron SOLEIL, University of Nice Sophia Antipolis) pojawiły się dwie fajne grafiki listujące aminokwasy wykryte w meteorycie Murchison.

[kanarkusmaximus]

Rafale, czy możesz dodać interpretację tych wykresów? Czy ten skład jest nietypowy? A może czegoś tam brakuje?

[kuba_mar]

Może ja mógłbym to skomentować w paru słowach. Co prawda oprócz tych dwóch slajdów nie zapoznałem się z resztą, ale pewnie i tak zawierają one właśnie to co najważniejsze w całej prezentacji. Pewne sprawy może trochę uproszczę, ale nie jest to przecież wykład akademicki.

A więc w badaniach sprawdzano zawartość aminokwasów w próbce meteorytu Murchison. Na początek trzeba pamiętać o trzech faktach. Po pierwsze α-aminokwasy mogą występować w konfiguracji D lub konfiguracji L co jest związane z wzajemnym przestrzennym ułożeniem grup funkcyjnych. Po drugie w naturze występuje nadmiar L-aminokwasów. Po trzecie zaś tylko L-aminokwasy występują w białkach stąd bierze się ich powiązanie z rozwojem życia (ten fakt jest istotny w tej analizie).

Próbkę zbadano za pomocą dwuwymiarowej enancjoselektywnej chromatografii gazowej. W porównaniu do standardowej chromatografii gazowej zapewnia ona lepszy rozdział składników (dwuwymiarowa GC) oraz rozdział składników będących różnymi enancjomerami (enancjoselektywna GC). Wykres trójwymiarowy na osiach x i y przedstawia czas wymycia poszczególnych rozdzielonych składników odpowiednio w pierwszym układzie (pierwsza kolumna z danym wypełnieniem i fazą ruchomą) oraz w drugim układzie (druga kolumna z danym wypełnieniem i fazą ruchomą). Oś z jest miarą zawartości danego składnika. W tabeli przedstawiono określony nadmiar enancjomeryczny, który jest miarą przewagi zawartości jednego enancjomeru nad drugim, w tym przypadku przewagi danego aminokwasu w konfiguracji L w stosunku do tego w konfiguracji D. Parametr Rs jest zaś miarą rozdzielczości pików odpowiadających danej parze enancjomerów (jest on mniej istotny). Jak widać w przypadku prawie każdego aminokwasu występuje przewaga konfiguracji L. I tutaj zadawane są pytania „contaminations?” oraz „deracemization?”. Pierwsze związane jest z możliwością ewentualnego zanieczyszczenia próbki, które doprowadziło do wystąpienia nadmiaru L-aminokwasów. Drugie zaś związane jest z możliwością wystąpienia jakiś procesów powodujących, że pierwotna równomolowa mieszanina L- i D-aminokwasów (racemat) uległa przekształceniu, w którym pojawił się nadmiar L-aminokwasów.

Na drugim slajdzie przedstawiono z kolei nowo zidentyfikowane N-alkilowe pochodne aminokwasów (a więc zawierające podstawnik alkilowy przy atomie azotu) oraz iminodikwasy (inne pochodne aminokwasów zawierające z kolei grupy iminowe). To już jest nieco mniej ważne.

[Rafał]

Dzięki za przystępne objaśnienie! Jak codziennie, od 9:30 trwa konferencja, będzie tak aż do piątku. Dzisiaj zaczęliśmy od prezentacji na temat Tytanicznego życia opartego o metan: Life based on Methane on Saturn's moon Titan? (Eduardo Pacheco, Departamento de Astronomia, Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo, Brazil - Claudia Lage, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brazil). Większość wykładu to informacje, które już padły w tym wątku. Wspomniane zostały dane z Cassiniego, który wykrył mniejsze ilości wodoru przy powierzchni niż w górnych częściach atmosfery Tytana - ich interpretacja powinna być bardzo ostrożna, na pewno jest za wcześnie żeby stwierdzić, że te dane pokrywają się z hipotezą mikroorganizmów na Tytanie. Chociażby dlatego, że brakuje acetylenu, który również byłby potrzebny tym organizmom.

[Rafał]

Kolejna prezentacja podjęła temat życia w lodowych księżycach: Does a Possibility of Emergence of Life in Deep Oceans of Icy Moons Meet the Physicochemical Requirements Inferred for Chemical Self-organization Processes? (Robert Pascal, Institut des Biomolécules Max Mousseron).
- Wymagania życiowe, jak definiujemy 'habitability'? Wymagany jest płyn (rozpuszczalnik), brak równowagi termodynamicznej, możliwość istnienia wiązań kowalencyjnych, możliwość istnienia systemu molekularnego poddającemu się biologicznej ewolucji.
- Sytuacja faworyzująca powstanie życia: jak najniższa temperatura ale nie niższa niż punkt zamarzania, wiązania kowalencyjne, źródło energii równie wydajne co światło słoneczne.
Potem padło sporo szczegółów z dziedziny chemii fizycznej, które ominąłem przez obowiązki i nieznajomość tematu. Końcowy wniosek prezentacji: powstanie życia na księżycach lodowych jest mało prawdopodobne. Zapytałem czy kominy termalne wnoszą coś do tematu, Robert Pascal odpowiedział że w jego opinii są za mało wydajnym źródłem.

[Rafał]

Dzisiejszy pierwszy wykład był bardzo paleobiologiczny (jak ktoś chce slajdy i abstrakt to zapraszam na PW, temat wątku jest inny). Druga prezentacja dotyczyła analizy atmosfer planet pod kątem poszukiwania życia i była niesamowicie ciekawa! (On detecting biospheres from thermodynamic disequilibrium in planetary atmospheres, Joshua Krissansen-Totton, Department of Earth and Space Sciences)

- European Extremely Large Telescope będzie w stanie badać atmosfery egzoplanet.
- Zmierzony skład gazowy atmosfery można w symulacji sprawdzić czy pozostawiony sam sobie zmieni się. Niewielkie zmiany oznaczają atmosferę w stanie równowagi. Natomiast istotne zmiany świadczą o dużej ilości energii swobodnej (Gibbsa). Zgodnie z popularnymi poglądami i doniesieniami prasowymi, tak zmieniona atmosfera mogłaby być biomarkerem. Czy rzeczywiście?
- Atmosfera Jowisza jest bardzo bliska stanowi równowagi, energia Gibbsa wynosi tylko 0.001 J/mol. Wenus podobnie. Przy Marsie zaczynają się schody: tutaj jest już 136 J/mol w związku z zachodzącymi fotochemicznymi reakcjami.
- Największe zaskoczenie dają obliczenia ziemskie. Atmosfera Ziemi jest niemal w stanie równowagi z energią Gibbsa w okolicach 1.5 J/mol. Ale! jeśli weźmiemy pod uwagę związki chemiczne w ziemskich oceanach, energia Gibbsa wzrasta do 2326 J/mol. Stąd samo odchylenie atmosfery od stanu równowagi nie jest biomarkerem. Co więcej, Joshua Krissansen-Totton proponuje, że atmosfery z większymi ilościami swobodnej energii sugerują martwe planety (właśnie takie jak Mars), ponieważ ta dostępna w atmosferze powinna być w pierwszej kolejności wykorzystana.
- W trakcie dyskusji padło zasadnicze pytanie: w jaki sposób będziemy dokonywać pomiarów oceanów? Trwają nad tym prace m.in. w Virtual Planetary Lab, jednak w przypadku gęstych atmosfer prawdopodobnie to nie będzie możliwe. Tak samo jak przy gazowych gigantach ciężko dotrzeć do ciekłej warstwy, która jak zauważył jeden ze słuchaczy powinna być w obliczeniach podobnie jak ziemski ocean.

[Rafał]

Odkryto markery sugerujące istnienie życia 4.1 miliarda lat temu. Dość odważny wniosek - czyli start fotosyntetyzującego życia niemal od razu po powstaniu Ziemi - został sformułowany na podstawie odkrycia grafitu w 1 krysztale cyrkonu z 79 badanych kryształów. Jestem sceptyczny w myśl słów Carla Sagana:  "Extraordinary claims require extraordinary evidence".