AKTUELNOSTI IZ NAUKE I TEHNOLOGIJE
001     002     003     004     005     006     007     008     009     010
home   |   impresum   |   kontakt   |   sadržaj broja 007
     
 

 HIPOTEZE

 
 
Jupiterov satelit Evropa
Ima li života
u Evropi?

Piše: dr Aleksandar Bogojević
Laboratorija za primenu računara u nauci · Institut za fiziku u Beogradu · http://scl.phy.bg.ac.yu/

 
Sedamdesetih godina prošlog veka na Antarktiku je otkriveno jezero Vostok, jedno od najvećih jezera na našoj planeti, poslednjih 15 miliona godina sakriveno ispod 4 km dubokog sloja večnog leda. Kao igloi, ledene kuće eskima, pokrov leda je uspeo da toplotno izoluje jezero od izuzetno niskih temeratura koje vladaju na Antarktiku i spreči rasipanje toplote koja dolazi iz zemljinih dubina. Kao rezultat toga, voda u ovom podzemnom svetu ostala je u tečnom stanju, a gde postoji voda, postoji i mogućnost za nastanak života. Pa, ima li života u jezeru Vostok? Ako ga ima, onda je odsečen od ostatka ekosistema bar pomenutih 15 miliona godina. Uslovi koji vladaju u dubinama jezera Vostok su jedinstveni na našoj planeti, no ima još jedno mesto u sunčevom sistemu u kome verujemo da vladaju slični uslovi - reč je o Evropi, jednom od četiri velika satelita Jupitera. Sonde Vojadžer i Galileo otkrile su nam da je Evropa pokrivena ledom ispresecanim većim i manjim pukotinama. A pod ledom, tako nam se čini, mogao bi da postoji okean tečne vode - najveći okean vode u čitavom sunčevom sistemu. Dakle, možda se baš ključ jedne tajne krije u otkrivanju ove druge - ispod kilometrima debelog sloja večnog antarktičkog leda na kome počiva ruska istraživačka stanica Vostok

Gde god se nalazili na Zemljinoj kugli možete krenuti na istok ili zapad, sever ili jug - jedino na polovima nije tako. Na kraju svih putovanja na jug se nalazi južni pol. Kad tu stignete nema više juga, ali nema ni istoka ni zapada. Kud god iskoračili iz te tačke, krenuli ste na sever. I baš tu, na mestu gde pravci sveta gube svoj smisao, nalazi se Ruska istraživačka stanica Vostok (Istok).

U želji da ga veličaju, Rusi su istok stavili tamo gde ga pre, po prirodi stvari, nije bilo - u svemir i na južni pol. Vasionski brodovi Vostok, pošto bi se vinuli visoko u Zemljinu orbitu, okretali su svoje poglede na dole - ka planeti sa koje su potekli. Sa druge strane, istraživačka stanica Vostok, izgrađena na ledu i okružena tim ledom sa sve četiri (severne) strane, svoj pogled nužno je okretala na gore - ka dalekim zvezdama koje trepere na nebu u toku šest meseci dugih polarnih noći; ka visokim, plamenom obojenim oblacima obasjanim kosim zracima Sunca u toku jednako dugih polarnih dana.

Ispostavilo se da je sudbina stanice Vostok zaista vezana za nebo - za Evropu, jedan od satelita koji kruži oko moćnog Jupitera, najveće planete sunčevog sistema. Ko bi, međutim, poverovao da se ključ te sudbine krije ispod kilometrima debelog sloja večnog leda na kome stanica Vostok počiva?

Istraživačka stanica Vostok

Jezero ispod antarktičkog leda

Ruska ekspedicija je 1957. godine izgradila istraživačku stanicu Vostok u najvećoj bestragiji koju naša planeta poznaje - ankerisanu na večnom ledu, 1000 km udaljena od obale, na mestu gde se temperatura spušta i do -89°C. Niko normalan tu ne bi tražio jezero, no to je upravo ono što je tu nađeno - ogromno jezero slatke vode, površine 10 hiljada kvadratnih kilometara i duboko oko 500 metara. Nisu ga pronašli istraživači koji su boravili u stanici već britanski tim naučnika koji su sedamdesetih godina avionom preletali Antarktik snimajući specijalnim radarom stene koje se kriju ispod njegove ledom okovane površine. Tako su, na svoje veliko iznenađenje, otkrili jezero Vostok, jedno od najvećih jezera na našoj planeti, sakriveno oko 15 miliona godina ispod 4 km dubokog sloja večnog leda. Kao igloi, ledene kuće eskima, pokrov leda je uspeo da toplotno izoluje jezero od izuzetno niskih temeratura koje vladaju na Antarktiku i spreči rasipanje toplote koja dolazi iz zemljinih dubina. Kao rezultat toga, voda u ovom podzemnom svetu ostala je u tečnom stanju. A taman smo bili poverovali da ova naša planeta ne krije nove tajne.

Ima li života u jezeru Vostok? Ako ima, onda je taj život odsečen od ostatka ekosistema bar 15 miliona godina. Sa našeg stanovišta sredina nije ni malo ugodna - pritisak se meri u stotinama atmosfera, voda je veoma hladna, nema svetlosti. No život je izuzetno prilagodljiv i postoji veliki broj primera organizama koji su se prilagodili na život u jednako teškim uslovima. Ako postoji život u jezeru onda je on imao 15 miliona godina da divergira od bilo čega što danas postoji na planeti.

Jezero "Vostok" sakriveno je ispod 4 km dubokog sloja večnog leda na Antarktiku

Čim su saznali da im je ispod stanice ogromno jezero istraživači sa Vostoka počeli su da buše led. Posle desetak godina iskopali su preko 3600 metara dubok tunel, došli na tek nekoliko stotina metara od površine jezera i stali! Stali su da ne bi zagadili ovaj novi ekosistem - kerozinom i drugim hemikalijama koje se koriste u procesu bušenja, ali, još mnogo važnije od toga, živim organizmima kojima obiluje spoljni svet. Ako je osnovni cilj da saznamo ima li života u ovom podzemnom jezeru, onda moramo biti posebno sigurni da taj život nije ušao kroz bušotinu zajedno sa našim mernim instrumentima.

U procesu je planiranje robotizovanih uređaja koji bi bili naši emisari u ovaj čudni svet, a koji bi u potpunosti osigurali da ne dođe do njegovog zagađenja. Osnovna ideja je da se napravi robot koji bi topio led ispod sebe i tako se lagano spuštao ka površini jezera. Za sobom bi vukao 4 km dugački kabl - elektronsku pupčanu vrpcu koja bi ga povezivala sa spoljnim svetom. Voda iznad robota bi se zamrzavala i tako formirala novi sloj leda koji bi, kao krasta na rani, sprečavala inficiranje podzemnog sveta. Po uranjanju u jezero, od robota bi se odvojila sonda koja bi kao podmornica krstarila svetom iz koga više nikada neće izroniti. Istraživačka sonda bi informacije o svojim avanturama radio talasima slala do glavnog aparata koji bi nam ih dalje prosleđivao kablom.

Jupiterov satelit Evropa kao kosmički kandidat za otkrivanje novih oblika života

Sve ovo veoma podseća na neku od Nasinih sondi koje istražuju udaljene planete. Sličnost nije ni malo slučajna. Uslovi koji vladaju u dubinama jezera Vostok su jedinstveni na našoj planeti, no ima još jedno mesto u sunčevom sistemu u kome verujemo da vladaju slični uslovi - reč je o Evropi, jednom od četiri velika satelita Jupitera. Sonde Vojadžer i Galileo otkrile su nam da je Evropa pokrivena ledom ispresecanim većim i manjim pukotinama. A pod ledom, tako nam se čini, mogao bi da postoji okean tečne vode - najveći okean vode u čitavom Sunčevom sistemu.

Jupiterovi sateliti su pet puta udaljeniji od Sunca nego što je Zemlja, pa zbog toga primaju tek dvadesetpeti deo sunčeve svetlosti. To svakako nije dovoljno da bi bilo gde na ovim satelitima mogla da se nađe tečna voda. No, mada im je Sunce jako daleko, Jupiter im je relativno blizu. Jupiter je džinovska planeta, 300 puta masivnija od Zemlje, no ipak je planeta. Morao bi biti još mnogo masivniji da bi se u njegovoj utrobi upalile termonuklearne reakcije i da bi postao zvezda. Za razliku od Sunca, Jupiter dakle ne isijava toplotu, no to ne znači da on ne greje svoje satelite. Jupiter to čini moćnim plimskim silama koje neprestano mese materijal od kojih su sateliti sačinjeni.

Svi dobro poznajemo plimske sile Meseca na Zemlju koje uzrokuju periodično spuštanje i podizanje površine okeana - plimu i oseku. Zemlja na sličan način gnjavi Mesec. Ovde nema okeana koji se uzdižu i spuštaju, već plimske sile napinju i opuštaju sam kameni  materijal od koga je Mesec sazdan. Jedina razlika je u tome što je Zemlja sto puta masivnija od Meseca, pa su i njene plimske sile jače. Efekat ovoga gnječenja su zemljotresi na Mesecu (mesecotresi). Ako želite da znate kako bi izgledao Mesec kada bi Zemlja bila mnogo masivnija dovoljno je da pogledate Io, najbliži od Jupiterovih velikih satelita. Plimske sile Jupitera na Io su toliko moćne da ga neprestano gnječe i razvlače, kao testo, a time i zagrevaju. Io je oličenje pakla, jedino mesto u sunčevom sistemu, pored Zemlje, u kome postoje aktivni vulkani. Srećom, na Zemlji su vulkani mnogo mirniji, a i ima ih mnogo manje.

Plimske sile ne zavise samo od mase već veoma zavise od udaljenosti. Ganimed i Kalisto su dovoljno daleko od Jupitera da su te sile u priličnoj meri zamenarljive. Evropa je, međutim, taman toliko blizu da je plimske sile zagrevaju, ali ne i rastapaju kao Io. Svi su izgledi da čitavu površinu Evrope prekriva desetinama kilometara dubok okean vode koju u tečnom stanju održavaju povremene erupcije podvodnih vulkana. Evropa nema dovoljnu masu da bi zadržala atmosferu - to je jedino mesto u sunčevom sistemu u kome se okean vode direktno dodiruje sa vakuumom. Taj spoj je izuzetno nestabilan i dovodi do gotovo trenutnog stvaranja zaštitinog ledenog pokrova koji razdvaja relativno toplu unutrašnjost od izuzetno hladne površine. Ledena površina Evrope pliva na tečnom moru. Trusovi i podvodne vulkanske aktivnosti povremeno otvaraju pukotine u tom pokrivaču koje se brzo zaceljuju a za sobom ostavljaju izbrazdanu površine koju vidimo.

Prisustvo tečne vode, termalni izvori toplote koji ujedno izbacuju obilje organskih sastojaka koji kruže ovim okeanom - to i par milijardi godina su sastojci koji su potrebni da bi se stvorio život. Može nam se činiti da je pored svega toga Evropa daleko negostoljubivija sredina od Zemlje, no ni sama Zemlja nije bila ništa gostoljubivija u trenutku kada se u njenim praokeanima rađao život. Izuzetno je važno da što pre zavirimo ispod ledene površine Evrope. Jezero Vostok nam nudi idealan poligon za vežbu. Roboti koji će ispitivati Evropin okean biće dalji rođaci mašina koje će nam otvoriti misterije jezera Vostok. A ako u jezeru nađemo tragove života, onda rastu i izgledi da se možda i pod ledenim plaštom Evrope krije (neki sasvim novi) život.

Richar Hoover i S. S. Abizov nacinili su prve analize sastojaka leda sa dubine od 1250 m

Klingonac, Miki Maus, sfera... možda novi oblici života na Zemlji

Vratimo se iz svemira na Zemlju. Nedavno se ispostavilo da o životu u jezeru Vostok možemo puno toga saznati i pre nego što zaronimo u njegove dubine. Najniži deo ledenog pokrivača jezera nastao je tako što se pređašnja površina jezera mrznula i lepila sa kilometrima debelim ledenim pokrovom. Uzorci leda pri dnu bušotine su dakle uzorci vode iz jezera i svega živog i neživog što je u toj vodi plivalo. Prve analize sastojaka u ledu sa dubine od oko 1250 metara načinili su Richar Hoover (NASA, Marshall Space Flight Center) i S. S. Abizov (Ruska akademija nauka). Naučnici su koristili specijalni elektronski mikroskop da slikaju i analiziraju sastav različitih uzoraka koje su našli u tom ledu. Otvorili su jedan sasvim novi svet otkrivši lepezu živih stvorenja - od gljivica, algi i bakterija do diatoma - ali i nekoliko novih objekata sasvim čudnih oblika. Svi su izgledi da je reč o novim jednostavnim živim organizmima. Trebaće, međutim, još puno godina detaljne analize da prođe da bi se kategorisali svi otkriveni mikroorganizmi, a pogotovo da bismo se uverili da pronađeni objekti zaista predstavljaju nove oblike života. Do tada nam ostaje da se divimo prvim slikama ovih novih oblika i čudnim nazivima koje su im istraživači dali kao što su: Klingonac, Miki Maus, sfera... Ovi novi poznanici su od ostalog sveta bili izolovani bar 400 hiljada godina. Druga grupa istraživača analizirala je uzorke leda sa dubine od 3590 metara. Detektovali su metaboličku aktivnost mikroba koji su se nakon odmrzavanja probudili iz sna koji je trajao milion godina. Detaljna analiza uzoraka sa različitih dubina postepeno će nam dati sliku evolucije živog sveta u ovom jedinstvenom ekosistemu tokom perioda od nekoliko miliona godina.

Sfera
Miki Maus
Klingonac

Svi su izgledi da se život zapati svuda gde postoje i najmanji uslovi za to. Ako je tako, onda će zaista biti fascinantno otkriti šta u svojim dubinama krije Evropa. Koliko god Klingonac i Miki Maus i ostali izgledali čudno oni su ipak naši dalji rođaci. Život u utrobi Evrope, ako postoji, bio bi, gotovo sigurno, suštinski drugačiji od bilo čega što možemo naći na Zemlji. Ipak, sama činjenica da mikrobi mogu preživeti zimski san od milion godina otvara nam i drugu mogućnost - da jednostavni oblici života mogu preživeti u kometama i meteoritima i biti prenošeni sa jedne planete na drugu. Verovatnoća za ovako nešto je veoma mala, no i vremena za to je bilo na pretek tokom milijardi godina od postanka planeta i nastanka života. U toku sledećih nekoliko decenija zavirićemo ispod ledenog pokrova Evrope i tada će ova pitanja preći iz domena spekulacija u domen nauke. Možda još i saznamo da su nam Evropljani rođaci! Šta god da otkrijemo, smeši nam se zaista uzbudljiva multidisciplinarna avantura.

     
   001     002     003     004     005     006     007     008     009     010  
home   |   impresum   |   kontakt   |   sadržaj broja 007