Maailmankaikkeudessa on runsaasti elämälle elintärkeää vettä – Ja Webb havaitsi jo selvän merkin vedestä eksoplaneetalla

Nestemäinen vesi on korvaamaton tuntemallemme elämälle, sillä ilman sitä solumme eivät säilyttäisi rakennettaan. Silti veden löytyminen ei vielä tarkoita elämän löytymistä.

Vesi on tuntemamme kaltaisen elämän edellytys. Mutta riittääkö se?

28.7. 2:00 | Päivitetty 28.7. 8:05

”Toisenlaisissa olosuhteissa elämä olisi aivan välttämättä täysin erilaista.”

Näin sanoo astrobiologi ja kasvivirologian dosentti Kirsi Lehto, kun häneltä kysyy minkälaista voisi olla elämä, joka ei tarvitsisi vettä selvitäkseen.

”Sitä on mahdotonta kuvitella, sillä tiedämme vain tämän yhden elämän, joka pohjautuu veden sisällä tapahtuvaan biokemiaan”, hän sanoo.

Noin neljä miljardia vuotta sitten maapallolla käynnistynyt elämä jatkuu edelleen.

Sen kaikki muodot yksisoluisista bakteereista puihin ja sinivalaisiin asti perustuvat samoille lainalaisuuksille. Kaiken keskiössä on veden ja hiilen yhteispeli.

Vesi on korvaamaton. Orgaaniset molekyylit ja hiilivedyt laskostuvat veden avulla kolmiulotteisiin rakenteisiin. Ne saavat oikean muotonsa ainoastaan veden sisällä.

Elämän informaation sisältävä dna ei pysyisi toimivana ilman vettä.

Lisäksi vesi kuljettaa aineenvaihdunnan aineita ja jätteitä sisään ja ulos soluista. Hiiliyhdisteiden ja veden vuorovaikutus mahdollistaa solukalvojen synnyn. Solukalvot erottavat soluelimet ympäröivästä maailmasta.

Webb erotti planeetan ilmakehästä selvän merkin vedestä.

Vesi on siis tuntemamme kaltaisen elämän edellytys. Siksi havainnot vedestä muualla kuin maapallolla saavat usein huomiota.

Viime esimerkki on Webb-avaruusteleskoopin tuore analyysi eksoplaneetan Wasp-96b kaasukehästä. Webb erotti planeetan ilmakehästä selvän merkin vedestä.

Wasp-96b on halkaisijaltaan hieman Jupiteria suurempi kaasuplaneetta, ja massaltaan se on noin puolet Jupiterista.

Se kiertää tähteään niin lähellä, että planeetan kiertoaika eli vuosi kestää vain kolme ja puoli maan vuorokautta. Sen kaasumainen pinta on polttavan kuuma, yli viisisataa celsiusastetta.

Lehdon mukaan löytö ei ole kovinkaan yllättävä. Vettä nimittäin on universumissa runsaasti.

Jo omassa aurinkokunnassamme vettä on löytynyt vähän kaikkialta.

Naapuriplaneetallamme Marsilla on napajäätiköt. Sen pinnan uumenissa arvellaan olevan vettä.

Myös aurinkokuntamme lukuisat asteroidit ja komeetat sisältävät paljon jäätä ja elämän kannalta tärkeitä orgaanisia molekyylejä.

Elämälle mahdollisia vetisiä paikkoja voi löytyä aurinkokuntamme suurten kaasuplaneettojen eli Jupiterin ja Saturnuksen kuista.

Jupiterin kuun Europan jäinen pinta on railojen peitossa.

Jupiterin kuulla Europalla on muutamia kilometrejä paksu jääkuori. Kuoren alla piileksii syvä nestemäinen valtameri. Europalla on myös havaittu geysirejä, jotka suihkuttavat vettä jääkuoren pinnalle.

Europan valtameren pohjalla häämöttää kivinen ydin, jonka pinnalta mineraaleja syövät eliöt voisivat saada tarvitsemiaan ravinteita, kertoo astrobiologi ja tähtitieteen dosentti Harry Lehto.

Toinen elämän kannalta kiinnostava kohde on Lehdon mukaan Saturnuksen jäinen kuu Enceladus. Myös sillä on pinnan alainen meri.

Kuun pinnalla on vettä suihkuttavia geysirejä, ja Cassini-luotain on lentänyt suihkujen läpi. Läpilennoissa havaittiin veden sisältävän orgaanisia molekyylejä.

Myös Enceladus kiinnostaa tutkijoita, sen pinnalla on nähty veden purkauksia

Kolmas varteenotettava kohde on Saturnuksen kuu Titan. Se on aurinkokuntamme toiseksi suurin kuu, jolla on muista aurinkokunnan kuista poiketen ilmakehä.

Titanin pinnalla on meriä ja järviä, mutta ne koostuvat metaanista, etaanista ja typestä. Nämä aineet voisivat olla edullisia elämän synnyn kemian kannalta. Pinnan päällisissä merissä ei ole vielä käyty.

”Titanin pinnalle on kuitenkin menty ja sieltä löytyneet ’kivet’ ovat vesijäätä. Lämpötila Titanin pinnalla oli –180 celsiusastetta. Kyseessä on raaka ja kylmä paikka”, Harry Lehto sanoo.

Lisäksi mallinnusten mukaan Titanin pinnan alla on vedestä ja ammoniakista koostuva meri.

Vedetön elämä on mielenkiintoinen ajatus. Toistaiseksi kaikki tunnettu elämä tarvitsee edes pieniä määriä vettä selvitäkseen hengissä.

Lähimmäs vedetöntä elämää pääsevät jotkin bakteerit ja mikroskooppiset karhukaiset.

Karhukaiset voivat pysäyttää elintoimintonsa ja kuivua lähes täysin. Niiden rakenne mahdollistaa sen, etteivät solut vaurioidu kuivumisesta. Kuivuminen on mahdollista niin sanottujen suojaproteiinien avulla, jotka estävät solukalvojen vaurioitumisen.

Kuivassa tilassa nämä eliöt kuitenkin vain horrostavat. Suojamekanismin tarkoitus on auttaa kuivista ajoista yli.

Karhukaiset kestävät äärimmäisiä oloja.

Elämän kannalta veden nestemäinen olomuoto on siis olennainen.

Jotta vesi voi pysyä nestemäisenä planeetan pinnalla, on sen sijaittava niin sanotulla elämänvyöhykkeellä. Planeetan lämpötilan on oltava nollan ja sadan celsiusasteen väliltä.

Meidän aurinkokunnassamme elämänvyöhykkeellä sijaitsevat vain Maa ja Mars, joka on on aivan vyöhykkeen ulkoreunalla. Nestemäistä vettä planeetan pinnalta ei ole löytynyt.

Kesäisin Marsin päiväntasaajalla saattaa olla mukavat 20 astetta lämpöä. Yön tullen lämpötila kuitenkin putoaa 120 pakkasasteeseen.

Marsin ilmakehästä suurin osa on hiilidioksidia. Happea on vain nimeksi. Lisäksi Marsin ilmanpaine on alle prosentin maan ilmakehästä, joten lämpö pääsee karkaamaan.

Ohuen ilmakehän takia planeetan pinnalle myös pääsee tappavaa säteilyä avaruudesta sekä Auringosta.

Alhaisesta ilmanpaineesta, matalista lämpötiloista ja ohuesta ilmakehästä johtuen vesijärvet joko haihtuisivat ilmaan tai jäätyisivät hetkessä.

Monet vuorilla kuivissa ja karuissa oloissa elävät jäkälät kestävät hyvin kuivumista.

Jäkälän selviämistä Marsin kaltaisissa oloissa on mallinnettu maapallolla, kertoo Kirsi Lehto.

Jäkälät ja jotkin bakteerit ovat selvinneet näissä oloissa niin, että jopa yhteyttäminen on käynnistynyt.

Säteily on kuitenkin käynyt niille tappavaksi muutamissa minuuteissa.

Webb-teleskooppi etsii elämää läheisistä tähtijärjestelmistä mittaamalla eksoplaneettojen kaasukehien spektriä.

Planeetan kaasukehä antaa viitteitä sen kelpaavuudesta elämälle. Kaasukehä voi paljastaa myös suorat elämän merkit.

Tähän asti eksoplaneettojen kaasukehien mittaaminen on ollut vähäistä, sillä maan pinnalta tehtävä mittaus on vaikeaa maapallon oman ilmakehän takia.

Elämälle ihanteellista kaasukehää ei kuitenkaan yksiselitteisesti voi määritellä.

Maapallollakin on elämän historian aikana ollut monta varsin erilaista ilmakehää. Sen eri kaasujen pitoisuudet ovat vaihdelleet tuntuvasti.

Ilmakehässä on aikanaan ollut huomattavasti enemmän hiilidioksidia, ja elämän kehittymisen aikoihin paljon metaania.

”Meillä on epävakaa ilmakehä, jota elämä pitää yllä.”

Elämä syntyi hapettomiin olosuhteisiin. Ilmakehään alkoi virrata happea vasta yhteyttävien syanobakteerien vaikutuksesta. Happi taas poltti metaanin pois ilmakehästä.

”Jos elämä häviäisi, häviäisi myös happi. Meillä on epävakaa ilmakehä, jota elämä pitää yllä”, sanoo Harry Lehto.

Tällaiset epävakaat kaasut eksoplaneettojen kaasukehissä olisivat mahdollisia elämän merkkejä. On kuitenkin vaikea tietää, mitä kaasuja maan ulkopuolinen elämä tuottaisi kaasukehään tai mitä se tarvitsisi selvitäkseen.

Ainoat vertailukohdat löytyvät maapallon menneisyyden ilmakehistä. Sieltä tiedetään, että elämä selviää myös ilman happea.

Elämän etsiminen on Harry Lehdon mukaan järkevintä kohdistaa enintään lähimpään 100 valovuoteen.

Valovuosi on matka, jonka valo kulkee vuodessa. Pelkän kotigalaksimme Linnunradan halkaisija on noin 100 000 valovuotta.

Sekä vesi, että elämän rakennusaineina toimivat hiilivedyt ovat yleisiä kaikkialla maailmankaikkeudessa.

”Ne ovat ylivoimaisia aineita. Uskon, että elämä perustuu niihin, kun se löytyy jostain muualta”, Harry Lehto sanoo.

Osaston uusimmat

Luitko jo nämä?

Osaston luetuimmat