Astrobiologi historia, objekt av studier och betydelse



den astrobiologi eller exobiologi Det är en gren av biologi som handlar om ursprunget, distributionen och dynamiken i livet, i sammanhanget av både vår planet och hela universum. Vi kan då säga att det som en vetenskap är astrobiologi till universum, vilken biologi är till planeten Jorden.

På grund av det breda spektrum av åtgärder för astrobiologi, sammanför andra vetenskaper som fysik, kemi, astronomi, molekylärbiologi, biofysik, biokemi, kosmologi, geologi, matematik, datavetenskap, sociologi, antropologi, arkeologi, bland annat.

Astrobiologi uppfattar livet som ett fenomen som kan vara "universellt". Det handlar om sina sammanhang eller möjliga scenarier. dina krav och dina lägsta villkor de involverade processerna dess expansiva processer; bland andra ämnen. Det är inte begränsat till intelligent liv, men det undersöker vilken typ av liv som helst.

index

  • 1 Astrobiologins historia
    • 1.1 Den aristoteliska synen
    • 1.2 Den copernicaniska synen
    • 1.3 Första ideer om utomjordiskt liv
  • 2 Syftet med studien av astrobiologi
  • 3 Mars som studiemodell och utforskning av rymden
    • 3.1 Mariner-uppdrag och paradigmskiftet
    • 3.2 Finns det liv på Mars? Vikinguppdraget
    • 3.3 Uppdrag Beagle 2, Mars Polar Lander
    • 3.4 Mission Phoenix
    • 3.5 Utforskningen av Mars fortsätter
    • 3.6 Det fanns vatten på Mars
    • 3,7 mars meteoriter
    • 3.8 Panspermia, meteoriter och kometer
  • 4 Betydelsen av astrobiologi
    • 4.1 Fermis paradox
    • 4.2 SETI-programmet och sökandet efter utomjordisk intelligens
    • 4.3 Drake ekvationen
    • 4.4 Nya scenarier
  • 5 Astrobiologi och utforskning av jordens ändar
  • 6 Perspektiv av astrobiologi
  • 7 referenser

Astrobiologins historia

Astrobiologins historia kan gå tillbaka till mänsklighetens början som en art och dess förmåga att ifrågasätta sig om kosmos och livet på vår planet. Därifrån framstår de första visionerna och förklaringarna som fortfarande finns idag i många folks myter.

Den aristoteliska synen

Den aristoteliska visionen ansåg solen, månen, resten av planeter och stjärnor, som perfekta sfärer som kretsade oss och gjorde koncentriska cirklar runt oss.

Denna vision utgjorde universets geocentriska modell och var den uppfattningen som markerade mänskligheten under medeltiden. Förmodligen kunde det inte ha varit meningsfullt vid den tiden, frågan om förekomsten av "invånare" utanför vår planet.

Den copernicaniska visionen

Under medeltiden föreslog Nicolaus Copernicus sin heliocentriska modell, som satte jorden som en annan planet, som roterade runt solen.

Detta tillvägagångssätt påverkade djupt hur vi ser på resten av universum och tittar ens på oss själva, för det sätter oss på en plats som kanske inte var så "speciell" som vi hade tänkt. Det öppnade då möjligheten att det finns andra planeter som liknar vårt och med det av livet som skiljer sig från det vi vet.

Första ideer om utomjordiskt liv

Den franska författaren och filosofen Bernard le Bovier de Fontenelle, vid slutet av 1700-talet, föreslog redan att livet kan existera på andra planeter.

I mitten av artonhundratalet hänvisade många av de forskare till belysning, de skrev om utomjordiskt liv. Även de ledande astronomer av tiden som Wright, Kant, Lambert och Herschel antas att planeter, månar och även kometer, kan bebodda.

Således artonhundratalet började med en majoritet av vetenskapsmän, filosofer, teologer och forskare, dela tron ​​på existensen av utomjordiskt liv i nästan alla planeter. Detta ansågs vara ett fast antagande på den tiden, baserat på en växande vetenskaplig förståelse av kosmos.

De överväldigande skillnaderna mellan solsystemets himmelska kroppar (med avseende på deras kemiska sammansättning, atmosfär, tyngdkraft, ljus och värme) ignorerades.

Men när kraften i teleskop ökade och med spektroskopiens tillkomst kunde astronomer börja förstå kemi i närliggande planetariska atmosfärer. Således kan det uteslutas att närliggande planeter var bebodda av organismer som liknar terrestriska.

Syftet med studien av astrobiologi

Astrobiologi fokuserar på studier av följande grundläggande frågor:

  • Vad är livet?
  • Hur kom livet på jorden fram?
  • Hur livet utvecklas och utvecklas?
  • Finns det ett annat liv i universum?
  • Vad är livets framtid på jorden och på andra ställen i universum, om det finns en?

Från dessa frågor uppstår många andra som alla är relaterade till målet att studera astrobiologi.

Mars som en studiemodell och utforskning av rymden

Den röda planeten, Mars, har varit den sista bastionen av de utomjordiska livshypoteserna inom solsystemet. Idén om livets existens på denna planet kom ursprungligen från observationer gjorda av astronomer från slutet av nittonde och början av tjugonde århundradet.

Dessa hävdade att märken på Mars-ytan faktiskt var kanaler byggda av en befolkning av intelligenta organismer. Dessa mönster anses nu vara en produkt av vinden.

Uppdrag Mariner och paradigmskiftet

Mellansonderen Mariner, De exemplifierar rymdåldern som började i slutet av 1950-talet. Den här eran gav oss möjlighet att direkt visualisera och undersöka planet- och månytor inom solsystemet. kassera således bekräftelser av multicellulära och lätt igenkännbara utomjordiska former av liv i solsystemet.

1964 uppdrag av NASA Mariner 4, Han skickade de första nära bilderna av Mars-ytan, som visar en i stort sett ökenplanet.

Men efterföljande uppdrag som skickades till Mars och till de yttre planeterna gav en detaljerad bild av dessa kroppar och deras månar, och särskilt för Mars, en partiell förståelse för deras tidiga historia.

I olika utomjordiska scenarier hittade forskare miljöer som inte skiljer sig från de miljöer som beboddes på jorden.

Den viktigaste slutsatsen i dessa första rymduppdrag var substitutionen av spekulativa antaganden för kemiska och biologiska bevis, vilket gör det möjligt att studera och analysera objektivt.

Finns det liv på Mars? Uppdraget Viking

I första hand, resultaten av uppdrag Mariner stödja hypotesen om livets icke-existens på Mars. Men vi måste överväga att det letade efter makroskopiskt liv. Senare uppdrag har ifrågasatt avsaknaden av mikroskopiskt liv.

Till exempel av de tre försöken som är avsedda att upptäcka liv, gjord av uppdragets markbundna sond Viking, två gav positiva resultat och en negativ.

Trots detta är de flesta forskarna inblandade i provproverna Viking håller med om att det inte finns några tecken på bakterieliv på Mars och resultaten är officiellt otillräckliga.

beskickningar Beagle 2, Mars Polar Lander

Efter de kontroversiella resultaten kastas av uppdrag Viking, Europeiska rymdorganisationen (ESA) inledde uppdraget 2003 Mars Express, speciellt utformad för exobiologiska och geokemiska studier.

I detta uppdrag ingår en sond som kallas Beagle 2 (homonymt med fartyget där Charles Darwin reste), avsedd för sökandet efter tecken på liv på Mars grunda yta.

Denna sond har tyvärr förlorat kontakten med jorden och kunde inte utveckla sitt uppdrag tillfredsställande. Liknande öde hade NASA-sonden "Mars Polar Lander"1999.

mission Phoenix

Efter dessa misslyckade försök, i maj 2008, uppdraget Phoenix från NASA kom till Mars och fick extraordinära resultat på bara 5 månader. Dess huvudsakliga forskningsmål var exobiologiska, klimatiska och geologiska.

Denna sond kunde visa förekomsten av:

  • Snö i Mars atmosfär.
  • Vatten i form av is under de övre skikten på denna planet.
  • Grunder med pH mellan 8 och 9 (åtminstone i området nära nedstigningen).
  • Vätskevatten på Marss yta tidigare

Utforskningen av Mars fortsätter

Utforskningen av Mars fortsätter idag med högteknologiska robotinstrument. Uppdrag av Rovers (MER-A och MER-B), har givit imponerande bevis för att det fanns vattenaktivitet på Mars.

Till exempel har bevis på förekomsten av färskt vatten, kokande källor, tät atmosfär och aktiv vattencykel visat sig.

På Mars har bevis uppnåtts att vissa stenar har gjutits i närvaro av flytande vatten, såsom Jarosite, detekteras av Rover MER-B (möjlighet), som var aktiv från 2004 till 2018.

den Rover MER-A (nyfikenhet), har mätt säsongsvariationer av metan, som alltid har varit relaterad till biologisk aktivitet (data publicerade 2018 i tidskriften Science). Det har också funnit organiska molekyler som tiofen, bensen, toluen, propan och butan.

Det var vatten på Mars

Även om Marss yta för närvarande är oskötligt finns det tydliga tecken på att i det avlägsna förflutet tillåter det marsiska klimatet att flytande vatten, en väsentlig ingrediens för livet som vi känner det, ackumuleras på ytan.

Data från Rover MER-A (nyfikenhet), avslöjade att miljarder år sedan innehöll en sjö i Gale-krateren alla nödvändiga ingredienser för livet, inklusive kemiska komponenter och energikällor.

Martian meteoriter

Vissa forskare anser att meteoriterna i mars är bra källor till information om planeten, så långt som att de innehåller naturliga organiska molekyler och till och med mikrofossiler av bakterier. Dessa tillvägagångssätt är föremål för en vetenskaplig debatt.

Dessa meteoriter från Mars är mycket knappa och representerar de enda prover som kan analyseras direkt från den röda planeten.

Panspermia, meteoriter och kometer

En av de hypoteser som gynnar studien av meteoriter (och även kometer) har kallats panspermi. Detta består av antagandet att jordens kolonisering tidigare inträffade av mikroorganismer som kom in i dessa meteoriter.

Idag finns det också hypoteser som anger att landsvatten kom från kometer som bombade vår planet tidigare. Dessutom är det troligt att dessa kometer kan ha tagit med sig primala molekyler, vilket medgav utvecklingen av livet eller till och med redan utvecklat livet inrymt inuti dem.

Nyligen, i september 2017, har Europeiska rymdorganisationen (ESA) framgångsrikt fullgjort uppdraget Rosseta, lanserades 2004. Detta uppdrag bestod i utforskningen av kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko med sonden Philae som nådde och kretsade, och sedan ned. Resultaten av detta uppdrag är fortfarande under studie.

Betydelsen av astrobiologi

Fermis paradox

Det kan sägas att den ursprungliga frågan som motiverar studien av Aastrobiologi är: Är vi ensamma i universum??

Bara i Vintergatan finns hundratals miljarder stjärnsystem. Detta faktum, i kombination med universums ålder, leder oss att tro att livet ska vara ett vanligt fenomen i vår galax.

Runt om detta ämne är frågan från den nobelprisvinnande fysikern Enrico Fermi berömd: "Var är de alla?" Som han formulerade i samband med en lunch, var det faktum att galaxen skulle vara full diskuterades av livet.

Frågan slutade med att ge upphov till paradoxen som bär sitt namn och det formuleras på följande sätt:

"Tron att universum innehåller många tekniskt avancerade civilisationer, i kombination med vår brist på observatoriska bevis för att stödja den visionen, är inkonsekvent."

SETI-programmet och sökandet efter utomjordisk intelligens

Ett möjligt svar på Fermis paradox kan vara att civilisationerna vi tänker på, faktiskt om de är där, men vi har inte letat efter dem.

1960 startade Frank Drake och andra astronomer ett extraterrestrial intelligence search program (SETI)..

Detta program har gjort gemensamma ansträngningar med NASA, i sökandet efter tecken på utomjordiskt liv, såsom radiosignaler och mikrovågor. Frågorna om hur och var att leta efter dessa signaler har lett till stora framsteg inom många grenar av vetenskapen.

År 1993 avbröt den amerikanska kongressen finansiering till NASA för detta ändamål, som en följd av missuppfattningar om betydelsen av vad sökningen innebär. Numera finansieras SETI-projektet med privata medel.

SETI-projektet har till och med gett upphov till Hollywood-filmer, till exempel kontakt, starring skådespelerskan Jodie Foster och inspirerad av den homonyma roman som skrevs av världsberömd astronom Carl Sagan.

Drake ekvationen

Frank Drake har beräknat antalet civilisationer med kommunikativ kapacitet, med det uttryck som bär sitt namn:

N = R * x fp x noch x fl x fjag x fc x L

Där N representerar antalet civilisationer med förmågan att kommunicera med jorden och uttrycks som en funktion av andra variabler som:

  • R *: frekvensen av stjärnformation lik vår sol
  • Fp: bråkdelen av dessa stjärnsystem med planeter
  • noch: Antal planeter som liknar jorden genom planetariska systemet
  • Fl: andelen av planeterna där livet utvecklas
  • Fjag: den fraktion i vilken intelligens framträder
  • Fc: bråkdelen av kommunikationspassande planeter
  • L: förväntan om "liv" av dessa civilisationer.

Drake formulerade denna ekvation som ett verktyg för att "dimensionera" problemet, snarare än som ett element för att göra konkreta uppskattningar, eftersom många av dess termer är extremt svåra att uppskatta. Det finns emellertid enighet om att antalet som tenderar att kasta är stort.

Nya scenarier

Vi bör observera att när Drake-ekvationen formulerades var det väldigt lite bevis på planeter och månar utanför vårt solsystem (exoplaneter). Det var på 1990-talets tio år, att de första bevisen på exoplaneter uppträdde.

Till exempel uppdraget Kepler av NASA, upptäckte 3538 kandidater för exoplaneter, varav minst 1000 anses vara i "beboeliga zonen" av det system som beaktas (avstånd som tillåter existensen av flytande vatten).

Astrobiologi och utforskning av jordens ändar

En av fördelarna med astrobiologi är att den i stor del inspirerat till en önskan att utforska vår egen planet. Detta med hopp om att i analogi förstå hur livet fungerar i andra scenarier.

Till exempel har studien av hydrotermiska källor i oceanbädden gjort det möjligt för oss att observera för första gången, livet som inte är associerat med fotosyntes. Det vill säga, dessa studier visade oss att det kan finnas system där livet inte är beroende av solljus, vilket alltid hade ansetts vara ett oumbärligt krav..

Detta gör det möjligt för oss att anta möjliga scenarier för livet på planeter där flytande vatten kan erhållas, men under tjocka lager av is, vilket skulle förhindra ljusets ankomst till organismer.

Ett annat exempel är studien av Antarktis torra dalar. Där överlevde fotosyntetiska bakterier som har skyddats inuti bergarter (endolitiska bakterier).

I detta fall tjänar berget både som ett stöd och skydd mot de negativa förhållandena på platsen. Denna strategi har också upptäckts i saltlägenheter och varma källor.

Perspektiv av astrobiologi

Den vetenskapliga sökningen till utomjordisk liv har hittills inte varit framgångsrik. Men det blir allt mer sofistikerat, eftersom astrobiologisk forskning ger ny kunskap. Nästa årtionde av astrobiologiska undersökningar kommer att bevittna:

  • Större ansträngningar att utforska Mars och de isiga månen Jupiter och Saturnus.
  • En aldrig tidigare skådad förmåga att observera och analysera extrasolära planeter.
  • Större potential att utforma och studera enklare livsformer i laboratoriet.

Alla dessa framsteg kommer utan tvivel att öka vår sannolikhet att hitta livet på planeter som liknar jorden. Men det existerande livet finns kanske inte eller är så spridda i hela galaxen, att vi nästan inte har någon chans att hitta den.

Även om detta sista scenario är sant expanderar forskning inom astrobiologi allt vårt livsperspektiv på jorden och dess plats i universum.

referenser

  1. Chela-Flores, J. (1985). Evolution som ett kollektivt fenomen. Journal of Theoretical Biology, 117 (1), 107-118. doi: 10,1016 / s0022-5193 (85) 80166-1
  2. Eigenbrode, J. L., Summons, R.E., Steele, A., Freissinet, C., Millan, M., Navarro-Gonzalez, R., ... Coll, P. (2018). Organisk materia bevarad i 3-miljarder åriga mudstones vid Gale krater, Mars. Science, 360 (6393), 1096-1101. doi: 10.1126 / science.aas9185
  3. Goldman, A. D. (2015). Astrobiologi: En översikt. I: Kolb, Vera (eds). ASTROBIOLOGI: En evolutionär strategi CRC Press
  4. Goordial, J., Davila, A., Lacelle, D., Pollard, W., Marinova, M., Greer, C.W., ... Whyte, L.G. (2016). Närmar sig de kalltorkade gränserna för mikrobiellt liv i permafrost i en övre torra dal, Antarktis. ISME Journal, 10 (7), 1613-1624. doi: 10,1038 / ismej.2015.239
  5. Krasnopolsky, V. A. (2006). Några problem relaterade till metans ursprung på Mars. Icarus, 180 (2), 359-367. doi: 10.1016 / j.icarus.2005.10.015
  6. LEVIN, G.V., & STREET, P.A. (1976). Viking Labeled Release Biology Experiment: Interim Results. Science, 194 (4271), 1322-1329. doi: 10.1126 / science.194.4271.1322
  7. Ten Kate, I. L. (2018). Organiska molekyler på Mars. Science, 360 (6393), 1068-1069. doi: 10.1126 / science.aat2662
  8. Webster, C.R., Mahaffy, P.R., Atreya, S.K., Moores, J.E., Flesch, G.J., Malespin, C., ... Vasavada, A.R. (2018). Bakgrundsnivåerna av metan i Mars atmosfär visar starka säsongsmässiga variationer. Science, 360 (6393), 1093-1096. doi: 10.1126 / science.aaq0131
  9. Whiteway, J. A., Komguem, L., Dickinson, C., Cook, C., Illnicki, M., Seabrook, J., ... Smith, P. H. (2009). Mars Vatten-Is Moln och Nedgång. Science, 325 (5936), 68-70. doi: 10.1126 / science.1172344