Bagaimana seharusnya kondisi fisik di Bumi, Matahari, dan di tata surya untuk pembentukan biosfer di planet kita? Faktor galaksi apa yang mempengaruhi asal mula kehidupan? Apakah ada kehidupan di luar bumi? Ini dan pertanyaan ilmiah lainnya dalam rangka festival pendidikan Science Bar Hopping dijawab oleh calon ilmuwan fisika dan matematika, peneliti senior dari Departemen Fisika Matahari dan Hubungan Matahari-Terestrial dari Institut Magnetisme Terestrial dan Propagasi Gelombang Radio. N. V. Pushkova RAS Maria Ragulskaya.
“Dalam komunitas ilmiah, sudut pandang yang dominan adalah bahwa kehidupan pada dasarnya adalah fenomena global. Dan jika kita mendekati masalah rekonstruksinya, tanpa mempertimbangkan hanya prinsip antropogenik, maka kehidupan dapat diciptakan di banyak planet, karena tidak ada batasan fisik dan kimia dalam hal ini,”kata ahli tersebut.
Aktivitas matahari dan kehidupan
Biosfer Bumi memproses energi matahari dalam jumlah besar, yang melebihi energi proses tektonik dan vulkanik sebanyak 30 kali lipat dan secara praktis sama dengan semua energi panas dari interior bumi. Dalam periode sebelas tahun perubahan aktivitas matahari, kontribusi Matahari terhadap perkembangan biosistem dan iklim adalah 10%. Dalam kurun waktu 250 tahun, kontribusi ini tumbuh hingga 70%.
Hidup kita kiral
Hidup adalah karbon dan air. Struktur kompleks ini membutuhkan basa kimia dan pelarut. Kode genetik kehidupan duniawi -bukan satu-satunya kemungkinan secara biokimia. Amonia cair dan asam sulfat cocok sebagai pelarut, dan ikatan boron atau nitrogen pada suhu tinggi akan menggantikan karbon. Manusia terdiri dari molekul chirality tertentu, juga non-eksklusif. Kiralitas adalah sifat molekul yang tidak bergabung dalam ruang dengan bayangan cerminnya. “Kiralitas itu seperti sarung tangan - kiri dan kanan. Jika molekul dipelintir ke satu arah, maka tidak ada gerakan di ruang angkasa ke arah lain yang dapat membalikkannya. Tidaklah tepat untuk mengatakan bahwa proses kehidupan tidak dapat diwujudkan di alam semesta, seperti di Bumi, tetapi diputar ke arah yang berlawanan. Tidak diketahui alasan apa hanya satu pilihan yang menjadi kenyataan di planet kita. Masalah ilmiah ini ditangani oleh para ilmuwan yang mempelajari asal usul kehidupan. Artinya, tidak cukup untuk merakit molekul, perlu menyediakan proses,memisahkan kanan dari kiri dan mengumpulkan pilihan yang cocok untuk kehidupan. Dan, secara paradoks, proses seperti itu diberikan kepada kita oleh Matahari muda dengan radiasi - kata ahli.
Video promosi:
Dimana mencari kehidupan?
Periode awal perkembangan kehidupan di Bumi berbeda dengan periode modern: komposisi kimiawi lautan, atmosfer, suhu, lokasi planet, dan pengeboman meteorit aktif. Pencarian asal mula kehidupan harus dimulai dari saat komposisi kimiawi alam semesta menjadi kurang lebih sama seperti sekarang - yaitu 7,8 miliar tahun yang lalu. Selama periode ini, elemen berat vital utama muncul - karbon dan air. Unsur-unsur tubuh kita ini adalah sisa-sisa bintang yang terbakar. Kita semua terbuat dari materi bintang. Artinya, selama sekitar separuh hidup mereka, Matahari, Bumi, dan Tata Surya berada dalam kondisi yang sama sekali berbeda, dan bukan kondisi yang biasa dialami umat manusia. Kehidupan yang dapat diandalkan di Bumi - yang ditemukan dalam fosil - 3,8-4 miliar tahun yang lalu. Ilmuwan tidak dapat mengatakan bahwa sebelumnya tidak ada kehidupan,karena praktis tidak ada batuan yang bertahan lebih tua dari usia ini. Informasi lebih kuno dapat diperoleh dari meteorit.
Bagaimana tata surya lahir?
Tata surya membutuhkan waktu sekitar 900 juta tahun untuk terbentuk. Dia lahir di gugus bintang padat dari sistem bintang serupa. Mereka muncul setelah ledakan supernova. Mungkin jatuhnya meteorit disebabkan oleh fakta bahwa sistemnya menyimpang dan bertukar materi meteorit.
Kehidupan galaksi
Dalam medium antarbintang galaksi, banyak zat organik kompleks telah ditemukan yang menyusun organisme hidup. Awan galaksi, yang dilalui sinar kosmik, merupakan sumber bahan organik yang sangat besar. Ilmuwan modern telah menemukan lebih dari 200 zat semacam itu. Ilmuwan memiliki tugas yang sulit - untuk menguraikan data ini.
Mars awal - oasis kehidupan
Di Mars awal, selama setengah miliar tahun pertama, terdapat semua kondisi untuk asal dan perkembangan kehidupan, sementara di Bumi tidak ada proses seperti itu. Planet muda itu memiliki lautan dengan persediaan air yang besar, atmosfer, dan iklim yang hangat. Namun, Mars adalah planet kecil dan jauh dari Matahari. Ada juga yang namanya "angin matahari" - aliran partikel terionisasi dari korona matahari. Aliran ini mengoyak atmosfer Mars. Sebagian besar meteorit yang mencapai kita adalah Mars. Jika ada kehidupan di planet tersebut, maka ia berpindah dari Mars ke Bumi, dan bukan sebaliknya.
Sun: dulu dan sekarang
Matahari awal dan Matahari modern tidak sama. Matahari memiliki lebih banyak bintik matahari, dan luminositasnya jauh lebih rendah - 70% dari kondisi saat ini. Bintang itu berangsur-angsur berkobar (hingga saat ini, luminositasnya telah meningkat satu setengah kali), tetapi pada saat yang sama suar matahari sangat aktif. Massa Matahari awal mencapai 103%, periode rotasinya dari 6 hingga 10 hari. Intensitas proses yang sedang berlangsung seratus kali lebih tinggi dari tingkat saat ini.
Mencari planet untuk ditinggali
Untuk kelangsungan hidupnya, biosfer membutuhkan: air cair pada benda luar angkasa untuk periode geologi yang panjang, senyawa organik, sumber energi untuk proses biokimia dan cangkang pelindung. Tujuan para ilmuwan adalah menemukan tempat-tempat yang terlindung dari radiasi dan tempat penyimpanan air. Mereka tidak mencari kehidupan dalam satu lingkungan. Ilmuwan percaya bahwa kehidupan terbentuk karena intisari tiga fase: cair, gas, dan padat.
“Ada perdebatan besar antara ahli biologi dan geologi tentang di mana misi luar angkasa bisa dilakukan untuk mencari biosfer di Mars. Ahli geologi mengklaim bahwa bebatuan paling kuno. Di sisi lain, ahli biologi percaya bahwa dengan radiasi yang terjadi miliaran tahun, batuan ini punah. Ahli biologi membuktikan bahwa Mars masih memiliki jenis atmosfer kuasiperiodik. Dari waktu ke waktu, Mars mengubah sumbu planet, dan tutup kutubnya mencair. Mungkin setiap 120 ribu tahun sekali, air muncul di Mars selama beberapa minggu. Organisme darat dapat bertahan hidup 120 ribu tahun dalam mati suri. Jika air muncul di Mars sekali setiap 120 ribu tahun, beberapa minggu akan cukup bagi organisme untuk hidup kembali, menghasilkan siklus hidup, meninggalkan keturunan dan kemudian menunggu hingga 120 ribu tahun ke depan,”kata ahli tersebut.
Mereka mencari kehidupan di Venus. Di bawah kondisi tekanan dan suhu Venus, alih-alih karbon, senyawa kimia berbasis nitrogen dapat diperoleh, dan cairan superkritis karbondioksida akan bertindak sebagai air. Ilmuwan dapat menulis reaksi secara teoritis, tetapi mereka tidak dapat mengujinya dalam kondisi terestrial. Perlu untuk membangun pabrik dengan ukuran beberapa planet. Tanahnya kecil untuk laboratorium produksi zat-zat tersebut. Namun di luar angkasa, eksperimen ini sangat mungkin dilakukan.
Pada 2019-10-03, keberadaan 4011 exoplanet di 2996 sistem planet telah dikonfirmasi dengan andal. Di antara mereka, tipe terestrial - dari 5%.
Faktor pembatas utama dalam pencarian kehidupan adalah radiasi dari bintang induk atau planet raksasa gas. Biosfer dapat beradaptasi dengan apa saja: menahan suhu tinggi, menemukan bahan kimia dan sumber energi. Namun, biosfer tidak mampu menahan dampak kuat dari sinar radiasi.
“Kehidupan terestrial bukanlah satu-satunya bentuk yang mungkin secara biokimiawi. Tempat lahir kehidupan dapat berupa cakram galaksi molekuler dan planet ekstrasurya, serta gunung berapi dan lautan di Bumi, Mars, dan planet kecil serta planet raksasa. Jadi, apakah umat manusia dapat mengidentifikasi kehidupan seperti itu jika secara tidak sengaja menemukannya dalam misi luar angkasa?”Pungkas Maria Ragulskaya.
