Liv på exoplaneter behöver inte baseras på vatten

 

Det finns många potentiellt beboeliga världar i kosmos vilket innebär att universum kan vara hem för en mångfald av livsformer . Men detta liv behöver inte vara uppbyggda av vatten och kol som jordens. Varelser kan istället vara uppbyggda  av kisel  för kol eller vara livsformer som andas väte i stället för syre. Men oavsett hur märkligt och förunderligt utomjordiskt liv kan vara styrs det fortfarande av samma slags kemi som livet på jorden vilket betyder att det behöver ett kemiskt lösningsmedel.

På jorden är detta lösningsmedel vatten (H2O). Vatten löser upp vissa molekyler vilket ger organismer tillgång till en rad olika koncentrationer. Vätska gör att det  lätt för komplexa molekyler att blandas och interagera. Liv på jorden är inte möjligt utan vatten som lösningsmedel- och dess vätskeegenskaper  eftersom vatten är en vanlig molekyl i universum är dess centrala roll för liv troligen vanlig. Men om utomjordiskt liv kan uppstå på avlägsna världar utan vatten är frågan som studeras i en nyligen publicerad artikel i arXiv.

Författarna (William Bains, Janusz J. Petkowski, Sara Seager) diskuterar i artikeln " Alternative solvents for life: framework for evaluation, current status and future research" att det måste kunna lösa upp vissa molekyler men inte alla; det måste kunna spela en roll i metabolismen i levande varelser; ett brett spektrum av komplexa organiska molekyler och måste kunna bestå  i lösningsmedlet och det måste allmänt ha existerat på steniga världar i miljarder år. Av alla kända vanliga lösningsmedel är det bara vatten som tydligt uppfyller alla fyra villkoren. Ammoniak (NH4) däremot uppfyller de tre första, men det är osannolikt att det uppfyller det fjärde villkoret eftersom det lätt bryts ner när det utsätts för ultraviolett ljus och där ammoniak sannolikast kan finnas är det troligt att även vatten finns. Så även om ammoniak kan spela en roll i livet på andra världar är det inte troligt att det är det huvudsakliga lösningsmedlet. Men det finns två medel som kan ersätta vattnet.

Den första är koncentrerad svavelsyra (H2SÅ4). Även om det är extremt farligt för livet på jorden, uppfyller svavelsyra tre huvudvillkor. Vad som inte är känt är om en mångfald av organiska molekyler kan existera inom detta. Liksom vatten kan det ge joner för utbyte av elektrisk laddning och det kan delta i interaktionerna mellan vissa föreningar såsom aromatiska molekyler. Men det finns en molekyl som kommer ännu närmare ersättningen av vatten: koldioxid (CO2).

Koldioxid är ganska vanligt. Atmosfärerna på både Mars och Venus består till största delen av koldioxid2 och det är troligt att de flesta steniga exoplaneter är rika på koldioxid. Det är inte ett lösningsmedel i gasform så liv på varma planeter som jorden är inte beroende av det. Men mer avlägsna exoplaneter som en kall Venus (vår Venus är het) kan vara det. Flytande CO2 är geologiskt stabil och tolererar ett brett spektrum av organiska molekyler. Vad som inte är känt är om dess lösningsmedelsegenskaper är lämpliga för komplex metabolism. CO2 är ett mycket godartat lösningsmedel, men det kanske inte rör om i den kemiska grytan tillräckligt mycket för att liv ska uppstå i den.

Men eftersom det fungerar bra tillsammans med olika typer av molekyler kan grunden för liv inte alltid ses som omöjligt utan vatten. Författarna av artikeln drar slutsatsen att detta är något som är värt att studera vidare.

Bild https://www.deviantart.com/