Nem szükséges az élethez a víz egy új elmélet szerint

A Vénusz felszínének művészi ábrázolása

Az élet nemcsak a vízben, hanem a szén-dioxid egy speciális közegében is kifejlődhetett. A folyadék és a gáz halmazállapot tulajdonságait egyaránt mutató szuperkritikus szén-dioxid kulcsszerepet játszhat a földönkívüli organizmusok számára. 

Extrém halmazállapot

A szén-dioxid folyékony, szilárd, vagy gázhalmazállapotban egyaránt előfordulhat, egy meghatározott hőmérsékleten és nyomáson azonban egy speciális állapotot is felvehet, amelyet szuperkritikus állapotnak hívunk. A szuperkritikus állapot leginkább „folyadékszerű gázként” írható le. A szén-dioxid 31 ⁰C-on és 73 atm nyomáson éri el a szuperkritikus állapotot. Utóbbi érték megegyezik az óceánok 800 méteres mélységében uralkodó nyomásviszonyokkal.

Jobb mint a víz?

Hagyományosan a szén-dioxid nem számít alkalmas oldószernek az élethez szükséges kémiai folyamatok számára, szuperkritikus állapotban azonban alapvetően különbözhetnek a tulajdonságai. Erre jó példa a víz, amely normál állapotban nem savas kémhatású, szuperkritikus állapotban viszont igen. Ezt figyelembe véve német kutatók elkezdték vizsgálni, hogy vajon a szuperkritikus szén-dioxid alkalmas lehet-e az élet számára.

„Mindig is érdekelt, milyen kreatív megoldásokkal alkalmazkodik az élet az extrém környezeti körülményekhez” - mondta a tanulmány társszerzője Dirk Schulze-Makuch, a Washington Állami Egyetem asztrobiológusa a Space.com weboldalnak. „A szuperkritikus szén-dioxidot gyakran kihagyják a vizsgálatokból, szóval úgy gondoltam, érdemes lenne egy pillantást vetni a benne rejlő biológiai lehetőségekre”

A szuperföldek alkalmas körülményeket nyújtanak a szuperkritikus szén-dioxid kialakulásához Forrás: Nasa/Jpl-Caltech/T. Pyle

A kutatók szerint az enzimek stabilabban viselkednek a szuperkritikus szén-dioxidban, mint a vízben, ráadásul specifikusabban is kötődnek az egyes molekulákhoz, így kevesebb felesleges mellékreakció fordul elő.

Schulze-Makuch és kollégáinak állítása nem légből kapott, ugyanis több baktérium bizonyítottan tolerálja a szuperkritikus szén-dioxidot. Állításukat a Life című folyóiratban publikálták.

Extrém helyek a Földön

A kutatók úgy vélik, a Föld extrém helyein élő organizmusok léte tovább erősítheti elméletüket. Korábbi tanulmányok szerint ugyanis egyes mikroorganizmusok az óceánok mélyén rekedt folyékony szén-dioxid környezetében élhetnek.

A mélység felé haladva, a növekvő nyomás miatt a tengerfenéken található szén-dioxid egyre sűrűbb lesz. „A nagy nyomás hatására a szén-dioxid szuperkritikussá válhat, ennek az állapotnak a biológiailag előnyös tulajdonságait pedig kihasználhatják az élőlények” – mondta Schulze-Makuch.

„Érdemes lenne ezt az extrém környezetet részletesebben megvizsgálni, a kutatással járó költségek és technológiai korlátok miatt azonban ez nagyon nehézkes” – tette hozzá az asztrobiológus.

A Vénuszon sok lehet

Mivel a szén-dioxid nagyon gyakori molekula, a kutatók úgy vélik, a szuperkritikus szén-dioxid számtalan bolygón jelen lehet. Ez különösen igaz a Vénuszra, amelynek légkörét főként szén-dioxid alkotja.

A Vénusz felszínének művészi ábrázolása Forrás: ESA/AOES

A Vénusz korábban a lakhatósági zónában helyezkedett el, így létezhetett rajta folyékony víz, és ezáltal az általunk ismert élet is. Habár Schulze-Makuch szerint valószínűtlen, hogy ezek az élőlények a körülmények megváltozása után a vízből átköltöztek volna a szuperkritikus szén-dioxidba, az általunk ismert élet néhány maradványát megőrizhette a gázszerű folyadék.