Mars, Europa, Titán, Triton
Életrevaló helyek és körülmények - A SETI szépsége /Almár Iván/

A teljesen gázból álló óriásbolygók (Jupiter, Szaturnusz, Uránusz és Neptunusz), valamint a halott, csontszáraz, légkör nélküli égitestek (mint például Holdunk, vagy a Merkúr, illetve a Naprendszer holdjainak, kisbolygóinak túlnyomó része) az élet megjelenése szempontjából érdektelenek. A többiek közül szilárd felszínnel és kiterjedt, állandó, jelentékeny légkörrel rendelkezik, és ilyen értelemben a Földre hasonlít a Vénusz, a Mars, valamint a távoli Szaturnusz legnagyobb holdja, a Titán. Külön megfontolást érdemelnek továbbá a Jupiter nagy holdjai közül az Io és az Europa, továbbá a Neptunusz nagy holdja, a Triton; ezek olyan égitestek, amelyek különböző mértékben ugyan, de jelenleg is érdemleges felszíni aktivitást mutatnak.

A Vénusz pokoli felszínét nyugodtan figyelmen kívül hagyhatjuk, mert semmi jel nem mutat arra, hogy ott valaha jelentős mennyiségű víz és élet lehetett volna. A többi égitest azonban egyedi értékelést érdemel teljesen függetlenül attól, hogy mekkora méretű és hogy hol helyezkedik el a bolygórendszerben.

Kezdjük a legérdekesebbel, a Marssal! E könyvben nem kívánunk kitérni a marsbeli élettel kapcsolatos igen gazdag regény- és szakirodalomra, a már említett "marscsatornákra", a századunk közepén többek által észlelt és növényzetnek tulajdonított "sötétedési hullámra", vagy a legutóbbi szenzációra, a "Mars-arcra" és a "piramisokra"; ezekről elég annyi, hogy az űrszondás vizsgálatok egyiket sem igazolták.1 A Mars felszíne kevéssé romantikus kősivatagnak bizonyult, ahol csak a szél kavarja fel időnként a rozsdabarna port. A jelenlegi vagy az egykori élet semmiféle nyoma nem látható a felszínen. A Mariner, Viking, Marsz, Fobosz, Mars Pathfinder és Mars Global Surveyor űrszondák nyomán sok minden tisztázódott az elmúlt negyedszázadban: a Mars jelenlegi felszínén igen erős az oxidációs folyamat, nincs szerves anyag, nincs jelentős víztartalék és nincsenek aktív vulkáni folyamatok sem.

A marsi élet esetleg jelenleg is aktív, felszíni formáinak vizsgálatára eddig csak egyetlen említésre méltó kísérletpárt hajtottak végre: 1976-ban a két Viking leszálló szondával. A három biológiai kísérlet során a talajból kiemelt mintákat szárazon, illetve különféle táptalajokra helyezve és melegítve vizsgálták. Két kísérletben a rádioaktív jelzéssel ellátott szén-monoxid és szén-dioxid gáz beépülését, illetve felszabadulását mérték, a harmadikkal pedig azt, hogy változik-e a kísérleti berendezés gázelegyének összetétele valamiféle rejtett élettevékenység következtében.

A mérések némelyike ellentmondó eredményekre vezetett. Legfontosabbnak az tűnik, hogy szerves anyagot egyáltalán nem találtak, ami eleve korlátozza vagy kizárja az élet lehetőségét. A szakma általános értékelése szerint a Viking kísérletek látszólag pozitív eredményeit váratlan kémiai reakciók hozták létre, tehát élet jelenleg nincs a Mars felszínén (persze nagyobb mélységben lehetett, vagy lehet ma is).

Ugyanakkor a Mars körül keringő Viking egységek felvételei alapján fontos megállapítások születtek, és ezeket a későbbi szondák mérései is megerősítették. A Mars felszíne híven őrzi egy egykori "paradicsomi" állapot nyomait, amikor még lényegesen sűrűbb volt a légkör, melegebb a klíma és hatalmas folyamok áradhattak a felszínen. Mindez körülbelül 3,5 milliárd éve lehetett, szinte ugyanakkor, amikor az élet a Földön kialakult. Ebben az időszakban a Marson is elindult a kéreg felhasadása, nagy tektonikus mozgások kezdődtek, vulkánkitörések ontották a gázt a légkörbe. Sok jel mutat arra, hogy ekkoriban jég, sőt víz is folyhatott a felszínen, erre utalnak a Mars felföldjeibe bevágódó szélesebb folyómedrek, amelyek lefelé kanyarognak a síkságok irányába. Ezeknek gyakran oldalágai is vannak, amelyek - akárcsak a földi folyók esetében - a főmederbe csatlakoznak. Nem ritkák a csepp alakú szigetek sem.

Jelenleg a Mars rendkívül hideg és ritka légköre mellett folyékony halmazállapotú víz el sem képzelhető a felszínen. A Mars mai légköre mindössze annyi vízgőzt tartalmaz, amennyi egy alig 0,01 mm vastag vízréteget képezne, ha lecsapódna a felszínre. E légkör deutérium/hidrogén aránya azonban arra mutat, hogy valamikor ez a vízgőztartam annyi volt, hogy lecsapódva átlag 50 m vastagon boríthatta a szárazföldeket. A vízgőz azóta valahogy eltűnt.

A Mars Global Surveyor képein a "folyómedrek" oldalain üledékes rétegeket fedeztek fel; a Mars Pathfinder pedig olyan területen szállt le, amely valaha egy egykori folyó torkolatvidéke lehetett, és a kamera látott is olyan, erősen lekoptatott kődarabokat, amelyeket egykor víz görgethetett a jelenlegi helyére. Vagyis sok jel mutat arra, hogy 4 milliárd éve a Mars fejlődése úgy indult, mint a Földé, és akkor az élet feltételei ott is kialakulhattak. A légkör legalább százszor sűrűbb volt a jelenleginél, víz folyt a felszínen, és vulkánok sokasága működött. Mit lehetne tenni annak eldöntésére, hogy létrejött-e, kialakult-e ott akkor valamiféle a földitől független élet? Ennek a kardinális kérdésnek a megválaszolása többek között azért is fontos lenne, hogy megbecsülhessük az élet létrejöttének valószínűségét kedvező körülmények esetén, vagyis az fl faktort a Drake formulában.

Annyi már szinte biztosan megállapítható, hogy a marsi élet kutatási módszereinek megválasztása a paleontológiára tartozik. Több helyszínen fel kell tárni a felszín alatti rétegeket, és ott - a paleontológia ismert eljárásaival - megkövesedett maradványok után kell kutatni. (A Földdel ellentétben a Marson már régen nem működik olyan, a felszínt gyökeresen átalakító folyamat, amely e maradványok fennmaradását veszélyeztetné.) A földi tapasztalatok alapján kijelölhetők az igazán érdekes helyszínek a Marson, például ahol víz folyt és üledék képződött, ahol mészkő található, ahol egykor forró víz áramolhatott ki a mélyből és az ásványi lerakódás mikroorganizmusok maradványait is tartalmazhatja. Ilyen helyek lehetnek például az Apollinaris Patera vulkán tetején, vagy a Dao Vallis völgyben. A NASA azt tervezi, hogy 2007 körül robotok segítségével mintákat hoz a Mars felszínéről, és azokat itt a Földön (vagy biztonsági okokból egy űrállomás fedélzetén) alapos biológiai és paleontológiai elemzésnek veti alá. A további kutatásokat ezt követően lehetne megtervezni. Mindenesetre ez a legígéretesebb életkutatási program, amelynek esetleges negatív eredménye is messzemenő következtetések levonását tenné lehetővé.

Míg a marsbeli életről könyvtárnyi irodalom született már, és a téma jelentőséget nyert a kultúrtörténetben is, addig a másik, az élet szempontjából úgyszintén ígéretes égitest viszont szinte ismeretlen a szakmán kívül: a Jupiter Europa nevű holdja. A Voyager űrszondák odaérkezése, vagyis 1979 előtt csak halvány fénypontnak látszott még a legerősebb távcsövekkel nézve is. De még a Voyager képek sem keltették fel a nagyközönség érdeklődését, hiszen a sima felszínen csak sötétebb színű, szabálytalan vonalsereg látszott, semmi más. Igaz az amerikai Squyres és mások már akkor felhívták a figyelmet arra a lehetőségre, hogy a rianásokkal szabdalt jégtakaró alatt 100 km mély óceán húzódhat, amelynek teljes befagyását az árapályfűtés gátolja. 1980-81-ben a Voyager képek hatására Gánti Tiborral közösen két dolgozatot írtunk arról, hogy az Europán valószínűleg rendelkezésre állnak az erőforrások egy, a Földtől független kolónia létrehozásához és fenntartásához. Ez volt a Jupiter holdakon talált új életlehetőségek első említése a SETI irodalomban 2.

Bár az árapályfűtést korábban is számon tartották a csillagászok, de igazi jelentőségét csak a Jupiter holdjainál tapasztalt jelenségek nyomán ismerték fel. Ha két kiterjedt test közel van egymáshoz, akkor a testek méretén belül érezhetően különböző lesz a gravitációs vonzóerő, amely a közelebbi részeket jobban, a távolabbiakat kevésbé vonzza. Ennek következtében feszültség lép fel, és ha ez túllépi a test részecskéi közötti összetartó erőt, akkor elmozdulás jön létre. A kéreg és a bolygóbelső elmozdulása természetesen sokkal kisebb, mint a könnyebben engedelmeskedő légköré vagy óceáné, de árapály hullám a szilárd égitestekben is jelentkezhet. Az elmozdulás viszont belső súrlódással jár, fűtést tehát akkor lép fel, ha az árapály-dudor vándorol az égitestben.

Például ez a helyzet a Jupiter körüli "kicsinyített Naprendszerben", ahol a négy nagy Galilei-hold egymáshoz beszabályozott rezonanciapályákon kering. Kérgük folyamatos mozgása árapályfűtéssel jár, különösen azoknál, amelyek a legközelebb vannak a hatalmas Jupiter bolygóhoz (vagyis az Ionál és az Europánál). Az Io folyamatos és nagyszabású vulkánkitörései látványos jelei ennek a fűtési folyamatnak. Az Europán eddig kitöréseket nem találtak, de felszíne mégis árulkodik a belső fűtés jelenlétéről. Ugyanis krátert az Europa felszínén szinte nem is találtak, ami eleve azt jelenti, hogy a felszín folyamatosan átalakul, és időről időre eltünteti a krátereket, a meteorbecsapódások nyomait.

A Galileo űrszonda 1997-ben sokkal közelebb került az Europához, érzékenyebb kamerájával egészen kisméretű részeket is sikerült lefényképeznie. Mivel ez az űrszonda már évek óta kering a Jupiter körül, egyre újabb és újabb alkalmak kínálkoztak a közelfényképezésre. (és a küldetés "meghosszabbított" időszakában a fő célpont éppen az Europa.) A feltárult részletek egészen döbbenetesek. Minden léptékben és szinte mindenütt egyenes és görbült repedések fantasztikusan bonyolult hálózata látható. Ami ennél még fontosabb, sok jele mutatkozik annak, hogy a felszín folyamatos mozgásban van. Találtunk például olyan repedéseket 3, ahol megszakadnak a keresztirányú vonalak, annak egyértelmű jeleként, hogy itt a jégkéreg valamikor felhasadt, partjai eltávolodtak egymástól, miközben alulról valamiféle anyag (talán kásás jég?) tódult fel a hasadékon keresztül.

De látszanak szétsodródó jéghegyek is, ezek mozgását csak valamiféle áramló folyadék okozhatja. A következtetés tehát egyértelmű: a viszonylag vékony jégkéreg alatt ezen az égitesten vastag óceánnak, vagyis folyékony víznek kell lennie. Milyen vastag lehet a jégkéreg? Mivel a jéghegyek legfeljebb 200-300 m magasak, a jégkéreg vastagsága sem lehet több, mint 2-5 km. Alatta viszont feltehetőleg legalább 100 km-nyi vízóceán található. Az Europa átlagsűrűségéből az is következik, hogy a hold nem állhat teljes egészében vízből és jégből, hanem szilárd sziklamagjának is kell lennie. Ez esetben viszont valószínű, hogy ez a mag, amely az árapályerők hatására melegszik, alulról fűti az óceánt.

Az Europán tehát úgy tűnik sikerült megtalálni a földi óceánok megfelelőjét. Folyékony víz a Földön kívül - mai tudásunk szerint - a Naprendszerben csak az Europán található. De, mint láttuk, a víz az élet fontos (bár talán nem pótolhatatlan) feltétele, ahol víz és tápanyag együtt van, ott - legalábbis a Földön - az élet mindig megjelenik. Vajon így van ez az Europa óceánjának napfénytől elzárt, örökké sötét mélységeiben is? Nagyon fontos lenne a helyszínen megvizsgálni az esetleges "europai" életformákat, amelyek függetlensége a földi élettől többé-kevésbé biztosra vehető.

A NASA 2003-ra tervezi egy, az Europa köré telepítendő űrszonda indítását, amely a jégen átlátó radarral is fel lesz szerelve. 2010 körül már egy, az Europára leszálló, és a jégkéreg átfúrását is megkísérlő szonda indulna útnak. A jövő században éppen az Europa lehet az életkeletkezési elméletek legfontosabb próbaköve, ellenőrző területe.

Az élet negyedik lehetséges helyszínéről a Naprendszerben, vagyis a Szaturnusz legnagyobb holdjáról, a sűrű légkörrel övezett Titánról még igen keveset tudunk, bár a helyzet remélhetőleg hamarosan megváltozik: 2004 november 6-án leereszkedik felszínére a már úton lévő Cassini szonda európai részegysége, a Huygens. A tervek szerint nemcsak a légköri leszállás során végez méréseket, hanem talán a felszínen is. A Titánt a Voyager szondák ugyan 1980-ban és 1981-ben lefényképezték, de nem láttak keresztül a sűrű, átlátszatlan légkörön. A mérések viszont megállapították, hogy légköre szerves anyagokban igen gazdag, és fő alkotóeleme, akárcsak a mi légkörünké, a nitrogén. A légkörében lejátszódó folyamatok Carl Sagan szerint igencsak emlékeztetnek a Föld ősi légkörére az élet keletkezésének időszakában, bár a hőmérséklet ott sokkal alacsonyabb. A szerves anyag (a tholin) csapadékként folyamatosan lejuthat a felszínre, amelyet részben folyékony szénhidrogén tenger is boríthat. Folyékony víz ugyan nem lehet a távoli, hideg Titánon, de a becsapódó égitestek hatására rövidebb időszakokra bizonyos meleg korszakok létrejöhettek. Mindenesetre a Huygens űrszonda méréseitől sok fontos kérdésre várunk választ.

Végül maradt még a Neptunusz nagy holdja, a Triton, amelynek nitrogénből és metánból álló ritka légköre van (a talajon a légnyomás a földinek tízezredrésze). A Naptól mért nagy távolság ellenére a Voyager űrszonda bizonyos felszíni aktivitást észlelt rajta, mintha gejzírek törtek volna fel időről időre. E hold közelebbi vizsgálatára a következő évtizedekben sajnos aligha kerül sor, így egyhamar nem tisztázható, hogy valójában milyenek rajta a körülmények.

Az élet lehetséges helyszínei tehát meglepően széles "lakhatósági zónát" ölelnek fel a Naprendszerben. Az élet feltételeire vonatkozó új felismerések alapján úgy tűnik az élethez rendelkezésre álló "lakható zónát" más csillagoknál sem lenne célszerű leszűkíteni egyetlen olyan övezetre, amelyen belül a központi csillag sugárzásának intenzitása nagyjából megegyezik azzal, amilyen a Napunké 1 CSE-nyi távolságból nézve. Más szóval, bár ma még nem tudjuk, hogy van-e vagy volt-e élet valahol máshol is a Naprendszerben (a Földön kívül), de a központi csillagtól távolabbi térségeket eleve kizárni az életvizsgálat köréből ma már nem tűnik indokolhatónak. A természet által "kitalált" megoldások száma valószínűleg több, mint egy (vagyis a földi). Energiaforrásként, mint láttuk, szóba jöhet az árapályfűtés, oxigénre nincs okvetlenül szükség, sőt az is elképzelhető, hogy a folyékony víz folyékony ammóniával helyettesíthető. Erről 1996-ban publikáltunk egy dolgozatot 4. Fő következtetésünk az volt, hogy hidegebb égitesteken az ammónia nem rosszabb oldószer, mint a víz. Ennek megfelelően más bolygórendszerekben a "lakható zónához" hozzá lehet számítani azt is, ahol az ammónia folyékony. Ismeretes, hogy 1 atmoszféra nyomáson, 176-195 K hőmérsékleten az ammónia (NH3) és a víz keveréke folyékony halmazállapotú; ez a Naprendszerben 2,2 CSE távolságra esik a Naptól, ahol ugyan nincs megfelelő bolygó, de más csillagok bolygórendszereiben lehet. (9a. ábra)

Mind a megszokottól eltérő, de fontos életformák felfedezése a Földön, mind a távoli, de "életre való" helyek gyanúja a Naprendszerben arra mutat, hogy ne valószínűleg nagyobb annál, mint korábban vélték. Az élet - legalábbis ősi, primitív és ellenállóképes formájában - igen sokfelé létrejöhetett az Univerzumban.

1. Akit a részletek érdekelnek, olvassa el például Galántai Zoltán könyvét Marscsatornák, idegen világok, angyalok, földönkívüliek 1996
2. I. Almár, T. Gánti: Earth-Independent Colonies within the Solar System, 1981 és T. Gánti, I. Almár: Earth-Independent Human Colonies on the Galilean Moons of Jupiter, 1982
3. Horváth András, Illés Erzsébet, Fejes István, Gesztesi Albert: Grey Bands on Europa. Előadás a COSPAR nagoyai kongresszusán 1998
4. E. Illés-Almár, I. Almár, Sz. Bérczi, B. Lukács: On a Broader Concept of Circumstellar Habitable Zones, 1996

Előző fejezet - Tartalomjegyzék - Következő fejezet

SETI - Földönkívüli Intelligens Élet Kutatás
tudományos módszerekkel
Frissítve: 2001-07-07 Kiss István-Távkapcsolat Co.