elämä

Vielä 1800-luvun puolivälissä Venus oli yhtä lailla tapetilla, kun pohdittiin elämää muualla maailmankaikkeudessa. Vasta Marsin kanavien löydyttyä 1870-luvun loppupuolella vaaka kallistui vankasti punaisen planeetan puolelle.

Kanavat eivät olleetkaan merkki kehittyneen sivilisaation olemassaolosta, vaan ne osoittautuivat näköharhaksi. Silti Mars säilytti statuksensa kaikkein kiinnostavimpana tutkimuskohteena.

Venusta on toki tutkittu sekä kiertoradalta että muutaman tunnin pinnalla toimineiden panssaroitujen luotainten avulla, mutta elämä ja Venus eivät oikein ole mahtuneet samaan lauseeseen.

Sisemmän naapuriplaneettamme olosuhteet ovat kieltämättä ankarat. Siinä missä Marsissa on harva kaasukehä ja pakkasta normisti satakunta astetta, Venuksessa kaasukehän paine on pinnalla samaa luokkaa kuin Maan merissä kilometrin syvyydessä, pintalämpötila on yli 450 celsiusastetta ja taivaalta sataa happoa. Ja planeetta on rutikuiva.

Tutkijat ovat silti palanneet vanhaan ajatukseen Venuksen mahdollisesta elämästä, mutta toisin kuin 1800-luvulla, jolloin naapuriplaneettamme arveltiin muistuttavan olosuhteiltaan meikäläisiä sademetsiä, tällä kertaa tarkastelun kohteena on Venuksen kaasukehä ja koko planeettaa peittävä pysyvä pilviverho.

"Venuksella on ollut yllin kyllin aikaa synnyttää elämää", arvelee tutkimusta johtanut Sanjay Limaye Wisconsinin yliopistosta. "Joidenkin mallien mukaan Venuksessa oli elinkelpoinen ilmasto ja pinnalla nestemäistä vettä jopa kahden miljardin vuoden ajan eli paljon pidempään kuin Marsissa arvellaan olleen."

Maan ilmakehästä on löytynyt bakteereja yli 40 kilometrin korkeudesta. Muutenkin pieneliöiden sietokyky tuntuu olevan erinomainen: niitä on kuumissa lähteissä, merten syvänteissä, happojärvissä, melkein missä tahansa. Miksei sitten myös Venuksen kaasukehässä korkeudella, jolla paine ja lämpötila ovat siedettävissä rajoissa?

Vielä 1800-luvun lopulla monien mielestä Marsissa oli ilman muuta älyllistä elämää. Planeetan pinnalla oli havaittu kanavaverkosto, jonka sikäläinen sivilisaatio oli rakentanut johtaakseen napajäätiköiden sulamisvesiä päiväntasaajan vehreille viljelyksille.

Kanavia ensimmäisenä kartoittanut italialainen Giovanni Schiaparelli ei pitänyt suoria viivoja keinotekoisina rakennelmina, mutta yhdysvaltalainen liikemies ja miljonääri Percival Lowell oli asiasta varma. Hänen kirjoittamansa kirjat iskostivat ihmisten mieliin kuvan kosmisten serkkujemme asuttamasta maailmasta. 

Ajan henkeä luonnehtii hyvin Pierre Guzman -palkinto, jonka vuonna 1891 kuollut ranskalaisrouva Clara Guzman testamentissaan määräsi perustettavaksi edesmenneen poikansa muistoksi.

100 000 frangin palkintosumman saisi "minkä tahansa maan kansalainen, joka seuraavien kymmenen vuoden kuluessa keksii keinon viestiä tähden (planeetan tai muun) kanssa". 

Säännöissä oli kuitenkin pykälä, jonka mukaan viestintää marsilaisten kanssa ei hyväksytä, koska se olisi liian helppoa. Palkinto on edelleen kuittaamatta, eikä yhteydenpito marsilaisten kanssakaan ole osoittautunut kovin helpoksi.

Mars-viestintää on kuitenkin suunniteltu monin tavoin. Esimerkiksi suomalainen matemaatikko Edvard Engelbert Neovius ehdotti jo vuonna 1875, että Andien vuoristoon rakennettaisiin suunnaton lamppujärjestelmä, jolla voitaisiin lähettää viestejä naapuriplaneetalle.

Vuosisadan lopulla amerikanserbi Nikola Tesla puolestaan yritti käyttää viestintään uutta radiotekniikkaa ja vuonna 1899 hän väitti vastaanottaneensa viestejä Marsista. 

1900-luvullakin Marsissa on nähty yksittäisiä kirkkaita välähdyksiä, joita innokkaimmat ovat pitäneet sikäläisen sivilisaation lähettäminä signaaleina. Ne ovat kuitenkin olleet auringonvalon heijastuksia Marsin pinnalla tai kaasukehän pilvissä olevistä jääkiteistä.

1800-luvun lopulla Marsin kanavateoreetikot saivat puolelleen serbialaisen Spiridion Gopčevićin, jonka tuki ei välttämättä ollut asialle eduksi. Gopcevic tituleerasi itseään "tohtori, professori Leo Brenneriksi", missä oli valhetta niin paljon kuin neljään sanaan on ylipäätään mahdollista saada sopimaan.

"Brenner" oli perustanut Adrianmeressä sijaitsevalle Lussinpiccolon eli nykyiselle Losinjin saarelle vaimonsa nimeä kantavan (ja hänen rahoillaan rakennetun) Manoran observatorion, jossa tekotohtori keskittyi planeettatutkimukseen.

"Brennerin" havaintoraportit olivat vähintäänkin korkealentoisia. Esimerkiksi vuosina 1896–97 tekemiensä havaintojen mukaan hän oli pystynyt erottamaan Marsin pinnalta paitsi kaikki Schiaparellin ja Lowellin löytämät kymmenet kanavat, myös 68 uutta, ennestään tuntematonta kanavaa, 12 merta ja jopa neljä siltaa.

Kun arvostetut tiedelehdet eivät enää suostuneet julkaisemaan "Brennerin" häkellyttäviä havaintokertomuksia, hän perusti oman Astronomische Rundschau -nimisen lehden ja jatkoi sen julkaisemista vuoteen 1909 saakka. 

Usein huomattava osa lehden sisällöstä oli omistettu muiden tähtitieteilijöiden parjaamiselle ja "Brennerin" omia ansioita listaavien kollegojen (toisinaan väärennettyjen) kirjeiden siteeraamiselle.

Julkaisunsa viimeisessä numerossa "Leo Brenner" paljasti todellisen henkilöllisyytensä – väittäen kuitenkin itseään totuudenvastaisesti kreiviksi – ja ilmoitti juhlallisesti jättävänsä tähtitieteellisen tutkimuksen tykkänään. Siinä suhteessa tieteen maailma tuskin menetti paljoakaan.

Vaikka kyse on arviosta, joka perustuu hyvin pieneen otokseen kaikista Linnunradan tähdistä, Geoff Marcyn johtama tutkijaryhmä pitää sitä luotettavana.

Kotigalaksissamme on noin 200 miljardia tähteä, joista noin viidennes muistuttaa keskeisissä suhteissa Aurinkoa. Keplerin havaintojen perusteella noin 22 prosentilla näistä tähdistä on maankaltaisia planeettoja sopivalla etäisyydellä. 

Tästä saadaan yksinkertaisella laskutoimituksella elämän kannalta suotuisten planeettojen lukumääräksi 8,8 miljardia.

Tällaisia "elämänkeitaita" on todennäköisesti paljon enemmänkin, sillä myös muiden kuin auringonkaltaisten tähtien ympärillä voi olla olosuhteiltaan leppoisia planeettoja.

Aikaisemman tutkimuksen mukaan punaisista kääpiötähdistä, jotka ovat auringonkaltaisia tähtiä monilukuisempia, noin 15 prosentilla on sopivalla etäisyydellä kiertäviä maankaltaisia planeettoja.

Jos ne otetaan lukuun, kasvaa elämälle suotuisten planeettojen määrä Linnunradassa kymmeniin miljardeihin. Puhumattakaan siitä, että nyt pohditaan meidän tuntemamme kaltaisen elämän elinolosuhteita.

Toistaiseksi tunnemme elämää vain täällä maapallolla, joten on mahdoton arvioida, millä todennäköisyydellä näillä miljardeilla elinkelpoisilla planeetoilla todella on elämää - ja millaista se on. 

Jotain osviittaa antaa syvä hiljaisuus, joka kosmoksessa tuntuu vallitsevan. Ainakaan teknisesti pitkälle kehittyneitä, tähtienväliseen viestintään kykeneviä sivilisaatioita ei ole vilisemällä. 

Tutkimus on julkaistu Proceedings of the National Academy of Sciences -tiedelehdessä.

Kuva: IAU/L. Calçada

J. Alexis Palmero Rodriguez ryhmineen on tutkinut Marsin vulkaanisten ylänköjen reunamilla sijaitsevia hautavajoamia. Yli kolme miljardia vuotta sitten niissä lainehti vesi, joka oli peräisin punaisen planeetan pohjavesiesiintymistä.

Laaksoihin muodostuneet järvet eivät olleet mitään aivan ohimeneviä ilmiöitä, vaikka eivät pysyviä olleetkaan. Järvet tulivat ja menivät olosuhteiden muuttuessa, mutta saattoivat tarjota kymmenien tai satojen miljoonien vuosien ajan elämälle edullisia turvapaikkoja. 

Kuvassa on tasanko, jolla on mahdollisesti lainehtinut vettä joitakin kymmeniä miljoonia vuosia sitten. Sen reunamilla olevat harjanteet (merkitty nuolilla) ovat kenties syntyneet, kun jäätynyt vesi on työntänyt edelleen maakerrostumia. 

"Sopivat lämpötilan vaihteluvälit, nestemäisen veden esiintyminen ja saatavilla olevat ravinteet, jotka luonnehtivat elämälle suotuisia ympäristöjä Maassa, ovat todennäköisempiä Marsissa alueilla, joilla on pitkäaikaisia veteen ja vulkaaniseen toimintaan liittyviä prosesseja", Rodriguez toteaa.

"Suolakerrostumien ja muiden sedimenttien esiintyminen muinaisissa Marsin järvissä ovat astrobiologian kannalta erityisen merkittävää, kun etsitään elämälle suotuisia paikkoja. Se pätee etenkin silloin, jos Marsin muinaisen pohjaveden purkaukset, jotka muistuttavat miljardeja vuosia aktiivisina olleita hydrotermisiä järjestelmiä, muodostivat tutkimuksessa esitettyjen kaltaisia paleojärviä."

Marsin muinaisten järvien paikallistaminen on haastavaa, sillä planeetan hyvin kylmässä ja harvassa kaasukehässä syvänteisiin kertynyt vesi olisi käyttäytynyt toisella tavalla kuin Maassa.

"Tutkimuksemme mukaan Tiibetin vuoristojärvissä on ainutlaatuisia muodostelmia, jotka saattavat selittää Marsin tasangoilla esiintyviä ilmiöitä", Rodriguez kuitenkin lisää.

Tutkimuksia on tarkoitus jatkaa paikan päällä, ei tosin Marsissa vaan Tiibetissä. Rodriguez käy ensi kesänä Tiibetissä tutkimassa alueita, joilla saattaa olla merkitystä astrobiologisen tutkimuksen kannalta.

Tutkimuksesta kerrottiin Planetary Science Instituten uutissivuilla ja se on julkaistu Planetary and Space Science -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA

Eksoplaneettojen etsijöiden kiikarissa ovat erityisesti maankaltaiset planeetat, sillä niiden oletetaan olevan elämän kannalta suotuisimpia - ainakin jos ne sattuvat kiertämään tähteään etäisyydellä, jolla olosuhteet ovat sopivat nestemäisen veden esiintymiselle.

Uuden tutkimuksen mukaan maankaltaisuus saattaa kuitenkin olla laiha lohtu. Suurin osa oma kotimaailmaamme muistuttavista eksoplaneetoista saattaa olla täysin elinkelvottomia. Syynä ovat niiden tähdissä tapahtuvat valtaisat purkaukset, niin sanotut superflaret.

Auringossakin tapahtuu flarepurkauksia, joiden yhteydessä esiintyvät koronan massapurkaukset saavat aikaan Maan kohdalle osuessaan kirkkaita revontulia. Superflaret ovat vielä kymmenen kertaa rajumpia. Ja niiden laukaisemat massapurkaukset voivat raastaa planeetan kaasukehän avaruuteen. 

Yksi esimerkki kovan kohtalon kokeneesta planeetasta on Kepler-438b, joka kiertää punaista kääpiötähteä. Kepler-438-tähdessä tapahtuu muutaman sadan vuorokauden välein superflarepurkauksia, joissa vapautuu energiaa 100 miljardin TNT-megatonnin verran.

Kepler-438b on toistaiseksi löytyneistä eksoplaneetoista eniten maankaltainen sekä kooltaan että lämpötilaltaan, mutta se kiertää tähteään lähempänä kuin Maa Aurinkoa, vain noin 25 miljoonan kilometrin etäisyydellä. Ja on ilmeisesti tyystin asuinkelvoton.

"Jos Kepler-438b:llä on samankaltainen magneettikenttä kuin Maalla, se suojaa jonkin verran. Mikäli sillä ei ole tai jos flaret ovat riittävän voimakkaita, planeetta on ehkä menettänyt kaasukehänsä, jolloin sitä pommittaa hyvin vaarallinen säteily. Silloin se olisi elämän kannalta kovin karu paikka", selittää tutkimusryhmää johtanut David Armstrong.

"Kaasukehä on ehdoton edellytys elämän kehittymiselle. Vaikka flarepurkauksilla ei itsessään ole todennäköisesti merkittävää vaikutusta kaasukehään, voimakkaisiin flareihin liittyvillä koronan massapurkauksilla sen sijaan on", jatkaa Chloe Pugh. 

"Jos planeetalla ei ole kunnon kaasukehää, siihen kohdistuu myös superflarepurkausten ultravioletti- ja röntgensäteily sekä voimakas hiukkassäteily. Ne kaikki ovat haitallisia elämälle."

Tutkimuksesta kerrottiin Warwickin yliopiston uutissivuilla ja se julkaistaan Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -tiedelehdessä.

Kuva: Mark A. Garlick/University of Warwick

Uutisissa on tänään raportoitu laajasti aamulla The Guardian -lehdessä olleesta artikkelista, missä esitettiin Rosetta-luotaimen ja Philae-laskeutujan tutkittavana olevan Churyumov-Gerasimenko -komeetalla olevan mahdollisesti elämää.

Väite esitetyssä muodossaan on varsin kaukaa haettu ja heijastelee esittäjänsä professori Chandra Wickramasinghen kauan vaalimaa ajatusta panspermiasta – siitä, että elämä on levinnyt komeettojen mukana avaruudessa.

"Tiedeyhteisö ei innostu median tavoin villeistä huhuista, sillä tieteessä kun vaaditaan jotain oikeita todisteitakin", toteaa Tiedetuubin toimituskunnan jäsen, planetologi Jarmo Korteniemi.

Wickramasinghe on pamspermia-terminkin keksineen tähtitieteilijä-kirjailija Fred Hoylen oppilas ja hän on esittänyt muitakin varsin lennokkaita biologian alaan kuuluvia ajatuksia mm. SARS-viruksen saapumisesta Maahan avaruudesta.

Rosettan tapauksessa Wickramasinghe ja oppilaansa Max Wallis esittävät, että komeettaytimellä on jäätyneitä järviä ja niiden pinnan alla voisi olla kehittynyttä elämää.

Komeettaydintä on kuitenkin tutkittu jo erittäin tarkasti, eikä sieltä ole havaittu minkäänlaisia merkkejä jäätyneistä järvistä. Itse asiassa pinnalla on näkyvissä erittäin vähän jäätä.

Sen sijaan on mahdollista, että komeetan pinnalla on orgaanisia molekyylejä. Philae-laskeutuja havaitsi niistä merkkejä ja on täysin mahdollista, että tummalla pinnalla on runsaastikin orgaanisen kemian yhdisteitä.

Orgaaniset yhdisteet ovat elämän peruspalikoita, mutta matka niistä edes alkeelliseen elämään on hyvin pitkä ja vaatii sopivia olosuhteita. Komeetoilla todennäköisesti sellaisia ei ole, koska ne ovat hyvin kylmiä, Aurinko lämmittää niiden pintaa vain ajoittain ja ne ovat koko ajan alttiita avaruudessa olevalle säteilylle. Orgaaniset aineet syntyvät pitkälti Auringon valon vaikutuksesta hiilestä ja vedestä, joita komeettaytimellä on, minkä vuoksi komeetan sisäosissa orgaanisia aineita ei todennäköisesti ole. 

Myös Rosetta-lennon tieteellinen johtaja Matt Taylor pitää ajatuksia elämästä Churyumov-Gerasimenkolla varsin epätodennäköisenä. "Se on pelkkää spekulaatiota."

Rosetta-luotaimen ja Philae-laskeutujan tuloksia esitellään Llandudnossa, Walesissa tällä viikolla olevassa konferenssissa ja aiheesta varmaan kuullaan lisää lähipäivinä. Mutta elämää, tuskin edes yksinkertaista, tuskinpa kokouksessa tullaan raportoimaan.

Eksoplaneettojen elämän edellytysten tarkkaan tuntemiseen ja mahdollisen elämän löytymiseen on vielä matkaa, mutta yksi pieni askel eteenpäin on taas otettu. Kansainvälinen tutkijaryhmä on selvittänyt, millaisin perustein elämää voisi muualta maailmankaikkeudesta löytyä ja miten sitä kannattaa etsiä.

Tutkimuksessa selvitettiin, miten erilaiset Maan elämänmuodot vaikuttavat planeetastamme heijastuneeseen valoon – eli yksinkertaistetusti sanottuna, minkä värisenä meidän tuntemamme elämä ulkopuolisen silmiin tai vastaaviin aistinelimiin näyttäytyy.

Saaduista tuloksista on koottu tietokanta, jossa on kaikkiaan 137 mikrobitasoisen elämänmuodon "sormenjäljet". Kuten sanottua, kaikki eliöt ovat luonnollisesti Maan asukkeja, mutta jos muilla planeetoilla on elämää, se on hyvin suurella todennäköisyydellä yksisoluista, korkeintaan mikrobien kehitysasteella.

Suurimman osan historiastaan myös Maan elämä on ollut mikrobitasoista ja olisi vaatinut tarkastelua mikroskoopin avulla. Eksoplaneettojen tutkiminen sillä tarkkuudella on toistaiseksi kaukaisen tulevaisuuden – mahdollisesti toteutumaton – haave, mutta jopa yksisoluiset eliöt jättävät jälkensä planeetasta heijastuneeseen valoon.

Vaikka kaukaisella eksoplaneetalla olisi kehittynyttäkin elämää, se on jossakin vaiheessa ollut yksisoluista ja siinä muodossa sitä todennäköisesti esiintyisi edelleen. Erilaiset mikrobit vaikuttavat siihen, minkä väriseltä elollinen eksoplaneetta näyttää ja nyt – kiitos uuden tutkimuksen myötä syntyneen tietokannan – tiedämme miltä elollinen Maa näyttäisi kaukaa katsottuna.

Elämän synty on edelleen hämärän peitossa, mutta maapallo on kiistatta elävä planeetta – ja on ollut sitä jo pitkään. Liki 3,5 miljardia vuotta vanhoissa stromatoliiteissa on jälkiä muinaisista sinilevistä, mutta tähän asti on arveltu, että vielä kaksi miljardia vuotta sitten elämä oli melko rajoittunutta.

Tuolloin eliöiden katsotaan "oppineen" käyttämään hyväkseen ilmakehän typpeä, joka on tärkeä osa esimerkiksi dna-molekyylin rakennetta. Siitä alkoi elämän monimuotoistuminen ja levittäytyminen yhä laajemmille alueille nuoren Maan merissä.

Washingtonin yliopistossa tehty tutkimus, joka julkaistiin 16. helmikuuta Nature-tiedelehdessä (maksullinen), aikaisti monimuotoisemman elämän kehittymistä yli miljardilla vuodella. Luoteis-Australiassa sijaitsevissa sedimenttikivissä on kemiallisia viitteitä mikrobien typensidonnasta jo 3,2 miljardin vuoden takaa.

Tutkimusryhmään kuuluneen Roger Buickin mukaan aiemman käsityksen mukaan nuoren Maan elämä pärjäsi vaivoin vihamielisessä ympäristössä ja vasta typensidonnan myötä alkeelliset mikrobit alkoivat kukoistaa. Mitä ilmeisimmin niin tapahtui jo paljon otaksuttua aikaisemmin.

Tutkimuksessa tarkasteltiin kaikkiaan 52 näytettä, joiden ikä vaihteli 2,75 miljardista 3,2 miljardiin vuoteen. Näytteet oli kerätty Etelä-Afrikasta ja Luoteis-Australiasta (kuva alla). Sedimenttikerrokset ovat muodostuneet muinaisten mantereiden reunamilla, joten niiden kemialliseen koostumukseen ei ole vaikuttanut esimerkiksi merenalainen vulkanismi.