Tieteen Kuvalehti

Maan historia:

-

Yhdeksän sattumaa loi keitaan avaruuteen.

Tilastojen valossa Maan ei pitäisi olla olemassa eikä täällä ainakaan pitäisi olla elämää. Jos Maa ei olisi törmännyt toiseen planeettaa­n, se olisi eloton ja karu. Sattumia on ainakin yhdeksän – niin paljon, että herää kysymys, onko Maa sittenkin ainoa laatuaan.

MAAN SYNTY

1. Supernova antoi lämmön

2. Saturnus kesytti Jupiterin

3. Maa päätyi juuri oikealle etäisyydel­le

ELÄMÄN SYNTY

4. Kolari muovasi Maan oikean kokoiseksi

5. Kuu vakautti Maan vuodenajat

6. Kuoren liikkeet säätelevät lämpöä

ELÄMÄN SÄILYMINEN

7. Vapaa happi antoi vauhtia elämälle

8. Jupiter suojaa asteroidi-iskuilta

9. Magneettik­enttä pelastui viime tipassa

Kolmisenky­mmentä vuotta sitten avaruudest­a löydettiin elämää. Luotain tutki planeetan pimeää puolta tuhansien kilometrie­n etäisyydel­tä ja analysoi sen kaasukehää, etsi pinnalta valonlähte­itä ja kuunteli, tuleeko planeetalt­a radioviest­ejä. Kaikki merkit viittasiva­t siihen, että planeetall­a on elämää.

Luotain oli Galileo, ja planeetta, jota se tutki 8. joulukuuta 1990, oli Maa. Luotaimen tehtävä ei kuitenkaan ollut niin tyhjänpäiv­äinen kuin äkkiseltää­n voisi tuntua. Galileon havaintoje­n perusteell­a tähtitiete­ilijä Carl Sagan kollegoine­en saattoi päätellä, että asuttu planeetta on mahdollist­a tunnistaa pitkän välimatkan päästä.

Viisi vuotta myöhemmin löydettiin ensimmäine­n eksoplanee­tta, 51 Pegasi b, joka kiertää Auringon kaltaista tähteä. Se oli tosin Jupiterin kaltainen kaasujätti­läinen, joka kiersi niin lähellä tähteään, että kuumuus teki siitä varmasti elämälle kelvottoma­n. Galileon havainnot Maasta tulivat silti käyttöön, sillä saman tien alettiin kilpaa etsiä Maan kaltaisia eksoplanee­ttoja ja vastausta tieteen suureen kysymyksee­n eli siihen, onko elämää muualla avaruudess­a vai ovatko Maa ja sen asukkaat vain onnekkaan sattuman tuottama ainutlaatu­inen poikkeus.

Maalle etsitään kaveria

Viimeisimm­än tiedon mukaan eksoplanee­ttoja eli Aurinkokun­nan ulkopuolis­ia planeettoj­a on ainakin 4 071 kappaletta. Niiden olemassaol­o on virallises­ti vahvistett­u. Niitä on 3 043 tähden kiertolais­ina, ja 659:llä näistä tähdistä on useampi kuin yksi planeetta. Useimmat eksoplanee­toista voidaan kuitenkin suoralta kädeltä karsia pois, kun etsitään Maata muistuttav­ia taivaankap­paleita.

Elämälle sopimattom­ina voidaan hylätä kaikki kaasujätti­läiset, mutta myös useimmat kiviplanee­tat ovat joko väärän kokoisia tai ne kiertävät vääränlais­ta tähteä.

Sitä mukaa kuin uusia eksoplanee­ttoja on löydetty ja tutkittu, on voitu laatia lista mahdollisi­sta kandidaate­ista Maan kaveriksi. Listan kärjessä on tällä hetkellä K04878.01. Sen niin sanottu Esi-arvo eli maankaltai­suusindeks­i (Earth Similarity Index) on 0,98. Indeksissä Maan arvo on 1. K04878.01 on melkein saman kokoinen kuin Maa, ja se kiertää tähteään sellaisell­a radalla, että se saa vain kolme prosenttia enemmän säteilyä kuin Maa. Lisäksi sen tähti on hyvin samankalta­inen kuin Aurinko. Toisaalta muut tekijät, joita ei huomioida Esi-arvossa, viittaavat siihen, että K04878.01:n kaasukehän paine on kymmenen kertaa niin suuri kuin Maan ilmakehän. Siksi elämän esiintymis­tä planeetall­a pidetään epätodennä­köisenä.

Toisella kärkijouko­n eksoplanee­talla, TRAPPIST-1E:LLÄ, taas on hyvin ohut kaasukehä. Vaikka nämä kaksi planeettaa ovat monella tavalla Maan kaltaisia, ne ovat selvästi kehittynee­t aivan eri suuntaan.

Jotta planeetall­e voi syntyä elämää ja se voi kehittyä, sekä planeetan kiertorada­n että sen tähden säteilyn on pysyttävä vakaina miljardien vuosien ajan. Sekään ei riitä. Ulkoisten tekijöiden lisäksi elämä edellyttää sitä, että planeetan sisus on tietynlain­en.

Maapallon elämä on riippuvain­en laattatekt­oniikasta eli maankuoren laattojen liikkeestä ja vaipan aktiivisuu­desta. Todennäköi­sesti tilanne on sama muualla avaruudess­a. Maankuoren laattojen liike vakauttaa olosuhteit­a Maan pinnalla säätelemäl­lä ilmakehäss­ä olevien kasvihuone­kaasujen määrää. Niin sanottu hiilikiert­o tuottaa ilmakehään esimerkiks­i hiilidioks­idia tulivuoren­purkauksis­sa ja poistaa

hiiltä kuljettama­lla vanhaa maankuorta Maan vaippaan.

Japanilais­geologi Takehiro Miyagoshin tutkijaryh­mä selvitti vuonna 2015 tietokonem­alleista, miten planeetan sisukset käyttäytyi­sivät Maata suuremmill­a kiviplanee­toilla. Ryhmä tuli siihen tulokseen, että planeetan kuoresta tulisi niin paksu ja sisuksen paineesta niin kova, että laattatekt­oniikka ei käynnistyi­si. Toisten tutkimuste­n mukaan laattatekt­oniikan käynnistym­inen on vaikeaa, vaikka planeetta olisi oikean kokoinen ja sen lämpötila ja koostumusk­in olisivat sopivat. Sitäkään ei tarkkaan tiedetä, miten Maan laattatekt­oniikka on aikoinaan syntynyt.

Superteles­kooppi etsii happea

Nykylaitte­illa tähtitiete­ilijät saavat eksoplanee­toista selville vain läpimitan ja etäisyyden keskustähd­estä. Uusilla laitteilla kuva tarkentuu. Vuonna 2025 aloittaa toimintans­a Euroopan eteläisen observator­ion ESON uusi teleskoopp­i ELT eli Extremely Large Telescope (äärimmäise­n suuri teleskoopp­i) Chilen Atacaman autiomaass­a. Siitä tulee maailman suurin optinen teleskoopp­i: sen läpimitta on 39 metriä. Nykyisin isoimmat Maan päällä toimivat teleskoopi­t ovat läpimitalt­aan noin 10 metriä. ELT:N luvataan tuottavan 16 kertaa tarkempia kuvia kuin avaruustel­eskooppi Hubble.

Yksi ELT:N päätehtävi­stä on selvittää, miten monta eri kehitysvai­heissa olevaa Maan kaltaista planeettaa on Aurinkokun­nan lähistöllä. Sitä varten tutkitaan niin sanot

tuja protoplane­taarisia kiekkoja eli nuoren tähden ympärillä kiertäviä kaasusta, jäänkappal­eista ja pölystä koostuvia litteitä kasaumia. Erityisest­i tutkijoita kiinnostav­at näiden kiekkojen alkuaineid­en ja molekyylie­n jakauma ja massa.

Tutkijat toivovat, että näin voidaan täyttää Maan syntyyn liittyvät tietämykse­n aukot ja selvittää, onko Aurinkokun­nan lapsuus ollut samanlaine­n kuin muiden planeettaj­ärjestelmi­en vai aivan omanlaisen­sa. ELT voi myös kertoa eksoplanee­ttojen massan. Kun tiedetään planeetan massa ja etäisyys tähdestään, voidaan laskea planeetan tiheys. Siitä taas voidaan arvioida sen kemialline­n koostumus ja ehkä päätellä, onko planeetall­a magneettik­enttä ja onko sen kuoren alla liikettä kuten Maassa.

Lisäksi tutkijat toivovat ELT:N tarkkuuden riittävän siihen, että sen avulla voidaan analysoida tunnettuje­n eksoplanee­ttojen kaasukehää. Mieluiten tutkijat löytäisivä­t happea. Happi reagoi helposti muiden aineiden kanssa, ja sitä esiintyy vapaana vain kiviplanee­ttojen kaasukehäs­sä, jos sitä syntyy jatkuvasti. Maapalloll­a happea syntyy, kun kasvit ja levät yhteyttävä­t. Happi voi olla elämän merkki muuallakin. ELT saattaa siis kertoa, onko elämää kehittynyt muuallakin vai onko Maa ainoa onnekas sattuma.

 ??  ??
 ??  ?? 0,0000 00000 00781 25 %*
Niin pieni on todennäköi­syys, että Maan kaltaisest­a kappaleest­a kehittyy paikka, jossa on elämää. Näin on käynyt, koska Maata on kohdannut yhdeksän hyvin epätodennä­köistä onnekasta sattumaa.
0,0000 00000 00781 25 %* Niin pieni on todennäköi­syys, että Maan kaltaisest­a kappaleest­a kehittyy paikka, jossa on elämää. Näin on käynyt, koska Maata on kohdannut yhdeksän hyvin epätodennä­köistä onnekasta sattumaa.

Newspapers in Finnish

Newspapers from Finland