De ce are nevoie viața pe o planetă

„Venus este prea fierbinte, Marte este prea rece, iar Pământul este cel potrivit,” spune omul de știință Dave Brain. Dar de ce? În discursul său plăcut și plin de umor, Brain explorează știința fascinantă din spatele necesităților vieții pe o planetă și de ce umanitatea ar fi în locul și momentul potrivite când vine vorba de cronologia planetelor ce găzduiesc viață.

Mă bucur mult să mă aflu aici.

Mă bucur că voi sunteți aici,

altfel ar fi puțin ciudat.

Mă bucur că toți ne aflăm aici.

Și nu mă refer neapărat aici.

Sau aici.

Ci aici.

Mă refer la Pământ.

Și prin „noi" nu mă refer la noi,
cei din această sală,

ci la vietăți,

la toate vietățile de pe Pământ,

(Râsete)

de la cele complexe la cele unicelulare,

de la mucegai la ciuperci

și urși zburători.

(Râsete)

Partea interesantă este

că Pământul este singurul loc
de care știm că găzduiește viață.

8,7 milioane de specii.

Am căutat și alte locuri,

poate nu suficient,

dar am căutat și nu am găsit nimic;

Pământul este singurul loc
cu viață de care știm.

Este Pământul special?

Este o întrebare al cărei răspuns
am vrut să îl știu de când eram mic copil

și presupun că 80%
din cei din această sală

s-au gândit la același lucru
și au vrut să știe răspunsul.

Pentru a înțelege dacă există alte planete

în sistemul nostru solar sau dincolo de el

care pot găzdui viață,

primul pas este să înțelegem
de ce are nevoie viața aici.

S-a dovedit că, pentru toate
cele 8,7 milioane de specii,

viața necesită doar 3 lucruri.

Pe de o parte, toate vietățile
de pe Pământ au nevoie de energie.

Ființele complexe ca noi
primesc energia de la soare,

dar cele din subterane

își iau energia
din lucruri precum reacții chimice.

Există o mulțime
de diferite surse de energie

disponibile pe toate planetele.

Pe de altă parte,

toate ființele au nevoie de hrană.

Și asta pare o comandă de nivel înalt,
mai ales dacă vrei o roșie suculentă.

(Râsete)

Oricum, toate ființele
de pe Pământ își primesc hrana

din doar șase elemente chimice

și aceste elemente se pot
găsi pe orice corp ceresc

din sistemul nostru solar.

Acestea plasează lucrul din mijloc
pe cel mai înalt vârf,

ca lucrul cel mai greu de obținut.

Nu elanul, ci apa.

(Râsete)

Deși elanul ar fi destul de mișto.

(Râsete)

Și nu apă înghețată sau apă
în stare gazoasă, ci apă lichidă.

De asta au nevoie ființele vii
pentru a supraviețui.

Multe corpuri din sistemul solar
nu au apă lichidă,

așa că nu ne uităm acolo.

Corpuri din alte sisteme solare
poate au apă lichidă din belșug,

chiar mai multă decât Terra,

dar este prinsă sub o carapace de gheață,

așa că e greu de accesat,
e greu de ajuns la ea,

este greu chiar să aflăm
dacă există viață acolo.

Așa că ne rămân câteva corpuri
la care să ne gândim.

Așadar să facem problema
mai simplă pentru noi.

Gândiți-vă doar la apa lichidă
de pe suprafața unei planete.

Există doar 3 corpuri în sistemul nostru
la care să vă gândiți

că ar conține apă lichidă,

și în ordinea distanței de la soare,
acestea sunt Venus, Pământ și Marte.

Vreți să aveți o atmosferă
pentru ca apa să fie lichidă.

Trebuie să fiți foarte atenți
la acea atmosferă.

Nu puteți avea prea multă,
prea groasă sau prea caldă,

altfel ar fi ca pe Venus, prea fierbinte,

și nu ați putea avea apă lichidă.

Dar dacă există prea puțină atmosferă
și e prea subțire și prea rece,

atunci ar fi ca pe Marte, prea rece.

Așa că Venus e prea fierbinte,
Marte prea rece,

iar Pământul este potrivită.

Priviți aceste imagini din spatele meu
și veți vedea automat

unde poate exista viață
în sistemul nostru solar.

E principiul Goldilocks

și e atât de simplu
că și un copil ar înțelege.

Totuși,

vreau să vă amintesc de două lucruri

din povestea Goldilocks
la care nu ne-am gândi așa des,

dar care cred că sunt
chiar relevante aici.

Numărul unu:

dacă este prea rece castronul Mamei Urs,

când Goldilocks intră în cameră,

înseamnă că mereu a fost așa rece?

Sau altcândva ar fi fost potrivit?

Când Goldilocks intră în cameră,

stabilește răspunsul
pe care îl știm din poveste.

E la fel și cu planetele.

Ele nu sunt lucruri statice,

ci se schimbă, variază, evoluează.

Și atmosferele la fel.

Să vă dau un exemplu.

E una dintre pozele mele
preferate de pe Marte.

Nu are cea mai înaltă rezoluție,
nu e cea mai atrăgătoare,

nici cea mai recentă,

dar este o imagine ce arată albii
ce brăzdează suprafața planetei,

albii ocupate de apă lichidă, curgătoare,

albii care necesită sute sau mii
sau zeci de mii de ani să se formeze.

Asta nu se poate întâmpla pe Marte azi.

Atmosfera de pe Marte azi
e prea subțire și rece

pentru ca apa să existe ca lichid.

Doar această imagine vă spune
că atmosfera de pe Marte s-a schimbat

și s-a shimbat semnificativ.

S-a schimbat dintr-o stare
pe care o putem numi locuibilă,

pentru că cele 3 cerințe ale vieții
au fost prezente acolo acum mult timp.

Unde a dispărut acea atmosferă

care permitea apa lichidă
pe suprafața planetei?

O idee ar fi că s-a pierdut în spațiu.

Particulele atmosferice au dobândit
destulă energie să se elibereze

de gravitația planetei,

evadând pentru totdeauna în spațiu.

Asta se întâmplă cu toate
corpurile cu atmosferă.

Cometele au cozi

care sunt dovezi incredibile
ale pierderii de atmosferă.

Dar și Venus are o atmosferă
care se pierde cu timpul,

la fel și Marte și Pământul.

Este doar o chestiune
de grade și de mărime.

Vrem să ne dăm seama
cât s-a pierdut în timp

ca să ne explicăm această tranziție.

Cum primesc atmosferele
energia necesară pentru a se pierde?

Cum primesc particulele
destulă energie să evadeze?

Există două moduri,
dacă sintetizăm puțin lucrurile.

Unu: lumina solară.

Lumina emisă de soare poate fi absorbită
de particulele atmosferice

și le poate încălzi.

Da, dansez, dar ele...

(Râsete)

O, Doamne, nici măcar la nunta mea.

(Râsete)

Primesc destulă energie ca să se elibereze

de gravitația planetei doar încălzindu-se.

Al doilea mod în care pot primi energie
este de la vântul solar.

Acestea sunt particule, masă, materiale
expulzate de pe suprafața soarelui

și zboară prin sistemul solar

cu 400 km pe secundă,

uneori mai rapid
în timpul furtunilor solare,

năpustindu-se în spațiul interplanetar,

către planete și atmosferele lor

și ar putea să furnizeze energie

particulelor atmosferice
ca să scape și ele.

Asta este ceva de care sunt interesat,

pentru că are legătură
cu habitatul.

Am spus că există două lucruri
în legătură cu povestea Goldilocks

asupra cărora voiam să vă fac atenți

și al doilea este puțin mai subtil.

Dacă este prea fierbinte
castronul Tatălui Urs

și castronul Mamei Urs este prea rece,

nu ar trebui să fie și mai rece
castronul Ursulețului

dacă urmăm trendul?

Aceste lucruri pe care
le-ați acceptat în viață,

dacă vă gândiți la ele puțin mai mult,
nu ar fi așa simple.

Bineînțeles, distanța planetei
față de soare îi determină temperatura.

Asta trebuie să aibe un rol în habitat.

Dar poate că sunt alte lucruri
la care ar trebui să ne gândim.

Poate că sunt chiar castroanele

care contribuie concluzia poveștii,

situația potrivită.

V-aș putea vorbi
despre multe caracteristici diferite

ale acestor 3 planete
care ar putea influența habitatul,

dar din motive egoiste
legate de propria mea cercetare

și de faptul că mă aflu
aici sus, cu clicker-ul și voi nu

(Râsete)

aș dori să vă vorbesc
doar pentru 1-2 minute

despre câmpurile magnetice.

Pământul are unu, Venus și Marte niciunul.

Câmpurile magnetice sunt generate
în interiorul adânc al planetei

de către materiale fluide conductoare

care creează acest mare câmp magnetic
ce înconjoară Pământul.

Dacă aveți o busolă,
știți în ce parte este nordul.

Venus și Marte nu au așa ceva.

Dacă aveți o busolă pe Venus sau Marte,
felicitări, sunteți rătăciți!

(Râsete)

Influențează asta habitatul?

Cum?

Mulți cercetători cred că acest
câmp magnetic al unei planete

are rol de protecție pentru atmosferă,

deviind particulele
din vântul solar din jurul planetei

cu un efect asemănător câmpului de forță

având de a face cu încărcătura
electrică a acelor particule.

Îmi place să-l compar cu geamul
de protecție din bufeturile de salată.

(Râsete)

Și da, colegii mei care vor privi
asta mai târziu vor realiza

că este prima dată
în istoria comunității noastre

când vântul solar
a fost echivalat cu mucusul.

(Râsete)

Deci, efectul este că Pământul

ar putea fi protejat
de miliarde de ani,

pentru că are un câmp magnetic.

Atmosfera nu s-a putut pierde.

Spre deosebire, Marte,
care este neprotejată,

pentru că nu are câmp magnetic,

și în mai multe miliarde de ani,

probabil că s-a pierdut destulă atmosferă

ca să o mai luăm în considerare
în tranziția din planeta locuibilă

în planeta pe care o vedem azi.

Alți cercetători cred
că aceste câmpuri magnetice

ar acționa mai mult ca velele unui vas,

permițându-i planetei să interacționeze

cu mai multă energie
de la vânturile solare

decât ar fi putut s-o facă singură.

Velele și-ar lua energia din vântul solar.

Câmpul magnetic ar primi
energie din vântul solar

care permite să se piardă
și mai multă atmosferă.

Este o idee care trebuie testată,

dar efectul și modul de funcționare
par evidente.

Asta pentru că știm
că energia din vânturile solare

este depozitată în atmosfera noastră
aici, pe Pământ.

Acea energie e purtată
de-a lungul liniilor câmpului magnetic

către regiunile polare

formând aurorele incredibil de frumoase.

Dacă le-ați văzut vreodată,
sunt magnifice.

Știm energia care intră.

Încercăm să măsurăm câte particule ies

și dacă câmpul magnetic
influențează asta într-un fel.

Așa că am ridicat o problemă pentru voi,

dar nu am o soluție încă.

Nu avem o soluție.

Dar muncim la asta. Cum?

Am trimis nave spațiale
către cele 3 planete.

Unele dintre ele orbitează acum

inclusiv nava MAVEN
care este pe orbita Marte,

proiect în care sunt implicat
și care este dirijat aici,

de Universitatea din Colorado.

Este proiectată să măsoare
pierderea atmosferică.

Efectuăm măsurători similare
pe Venus și Pământ.

Odată ce avem toate datele,

le putem combina și putem înțelege

cum cele 3 planete interacționează

cu mediul lor spațial,
cu ce le înconjoară,

și putem stabili
dacă aceste câmpuri magnetice

sunt importante pentru habitat sau nu.

Odată ce avem acest răspuns,
de ce v-ar păsa?

Adică, mie îmi pasă cu adevărat

și financiar, de asemenea, dar profund.

(Râsete)

În primul rând, un răspuns
la această problemă

ne va arăta mai multe
despre aceste 3 planete

– Venus, Pământ și Marte –

nu doar despre cum interacționează
cu mediul lor azi,

dar și cum erau acum miliarde de ani,

dacă erau locuibile
acum mult timp sau nu.

Ne va spune despre atmosferele

apropiate, care ne înconjoară.

Dar, în plus,
ce aflăm de la aceste planete

poate fi aplicat atmosferelor de oriunde,

inclusiv ale planetelor observate,
din jurul altor stele.

De exemplu, nava spațială Kepler,

care este contruită
și controlată aici, în Boulder,

observă de câțiva ani o regiune a cerului
de mărimea unui timbru poștal

și a găsit mii de planete

doar într-o regiune a cerului
de mărimea unui timbru poștal

despre care nu am crede că este diferită
de orice altă parte a cerului.

Am trecut, în 20 de ani,

de la nicio planetă cunoscută
în afara sistemului nostru solar,

la atât de multe astăzi,

încât nu știm
pe care s-o investigăm prima.

Orice ajutor e bine venit.

De fapt, pe baza observațiilor
făcute de Kepler și a altora similare,

acum credem că din cele
200 de miliarde de stele

doar din Calea Lactee,

în medie, fiecare stea
are cel puțin o planetă.

În plus,

evaluările estimează că există

între 40 miliarde
și 100 miliarde de planete

care sunt considerate locuibile,

doar în galaxia noastră.

Avem observații despre acele planete,

dar pur și simplu nu știm
care sunt locuibile încă.

E puțin ca și cum ai fi prins
într-un punct roșu...

(Râsete)

pe o scenă

și știi că există alte lumi

și vrei cu disperare să știi
mai multe despre ele,

vrei să le studiezi și să afli
dacă măcar una sau două dintre ele

au ceva în comun cu tine.

Nu puteți face asta.
Nu puteți merge acolo, nu încă.

Așa că trebuie să folosiți
instrumentele pe care le-ați dezvoltat

pentru Venus, Pământ și Marte,

și trebuie să le aplicați
la aceste situații diferite

sperând că veți ajunge la o concluzie
rezonabilă pornind de la date

și că veți fi capabili să decideți
care sunt cei mai buni candidați

pentru planete locuibile
și care nu sunt buni.

În final și cel puțin pentru acum,

acesta e punctul nostru roșu, chiar aici.

Aceasta e singura planetă
de care știm că e locuibilă,

deși foarte curând
am putea afla și de altele.

Dar, pentru moment, aceasta
este singura planetă locuibilă

și acesta e punctul nostru roșu.

Mă bucur foarte mult că suntem aici.

Mulțumesc.

(Aplauze)