Student World

(pokračování včerejšího úryvku)

Umíme si tedy představit, jak by život na Jupiteru mohl fungovat, to ovšem neznamená, že víme, jak by mohl vzniknout a rozvíjet se. Surovin je samozřejmě dost, vyskytují se však v podmínkách ostře se lišících od těch, které panovaly na rané Zemi – nenajdeme tu žádné vodní rezervoáry větší než oblačné kapénky, žádné termální prameny, žádné jílové nebo pyritové krystaly, přičemž všechny tyto faktory mohly (ale nemusely) sehrát při zrodu života nezastupitelnou roli.

Ostatně je otázka, zda i samy stavební kameny života mohou v turbulentní atmosféře reagovat po dostatečně dlouhou dobu, aniž by byly strženy klesavým prouděním a přetaveny v hlubině.

Pokud tu ale život existuje, musel se vypořádat se stálou hrozbou pádu do bezedné žhavé hlubiny. Jednobuněčný život by zřejmě vsadil na nejprostší možnou strategii, tedy jednoduché vznášení se ve vzdušných proudech (strategie, kterou Sagan pojmenoval „potápěč“). Velmi malé částečky mohou zůstat rozptýleny v atmosféře po velmi dlouhou dobu, na Zemi je příkladem saharský písek nebo třeba houbové výtrusy a bakteriální spory. Bakterie by se tak mohla vznášet v malé vodní kapičce, kde by se stačila pomnožit dříve, než by ji vzdušné proudy stačily zanést do nepříznivé oblasti. Přežití by bylo sice náhodné, ale při velkém množství by vždy alespoň některé dceřiné buňky přežily a dále se dělily. To ovšem samo o sobě nestačí – potomstvo by se muselo rozptýlit, kdyby zůstalo pohromadě v jediném vzdušném proudu, nebo dokonce v jediné kapénce, byly by do pekelné propasti zaneseny všechny buňky společně, i kdyby se množily sebevíc. Je otázkou, zda by byla dlouhodobá existence takového života závisejícího na vrtoších počasí prakticky možná, mnozí odborníci to však nevylučují. Někdy se naznačuje i možnost, že by populace organismů balancovala na vrcholu stoupavého proudu jako míč na špičce vodotrysku. Samozřejmě by tento jev byl pro unášené buňky ideálním útočištěm, ovšem vzhledem k nestálé povaze počasí na Jupiteru by nebylo možné v takové oáze existovat věčně.

Nejpopulárnějším konceptem Jupiteřana je představa balonového organismu (Saganův „plavec“). Ovšem je zde několik zásadních háčků.

Nejjednodušším typem balonu je balon plynový. Bez nároků na dodávky energie se drží ve vzduchu, a tak se zdá být logickou volbou pro každého, kdo by chtěl žít v oblacích plynného světa. Na Zemi je to jednoduché. Naše ovzduší tvoří převážně dusík, a do balonů plníme lehčí plyny, jako je vodík nebo helium. A v tom je právě háček – tyto dva nejlehčí plyny totiž tvoří většinu Jupiterovy atmosféry! Jinými slovy, těžko lze najít lehčí plyn, než je samo okolní ovzduší. Uveďme příklad.

Představme si balonový organismus, jehož obal má plošnou hmotnost 0,03 g/cm2, tedy odpovídající například listu běžné rostliny. Do vnitřní dutiny vylučuje zcela čistý vodík o molekulové hmotnosti 2.

Na Zemi, v atmosféře dusíku a kyslíku (průměrná molekulová hmotnost 29), při normálním tlaku a pokojové teplotě, je minimální průměr tohoto balonu 1,62 m – při tom by ovšem unesl jen svůj vlastní obal, žádnou zátěž. V obyvatelné hladině Jupiteru, v ovzduší lehkých plynů (mol. hmotnost 2,22) při tlaku 6 atmosfér by ovšem pro stejný efekt musel měřit více než 30 m při stejné tloušťce obalu, aby unesl alespoň sám sebe! Pokud by měl nést ještě nějaké orgány, nebo by měl mít silnější obal, musel by být ještě přiměřeně větší. Asi není třeba zvlášť zdůrazňovat, že takoví tenkostěnní obři by museli mít veliké problémy s bouřlivými projevy místního počasí. Ostatně předpokládám, že dost silné stoupavé či klesavé proudy by strhly vznášivý organismus s sebou bez ohledu na vztlak, takže by byl buď upečen, nebo vynesen do oblastí s nízkým tlakem, kde by v důsledku rozpínání náplně musel puknout nebo upustit plyn a následně se zřítit.

Horkovzdušný balon spoléhá na to, že teplý plyn je lehčí než chladný, a funguje tedy i ve vodíkové atmosféře. Pokud by balonový organismus z předchozího příkladu dokázal „vytopit“ svou náplň na 70 °C, mohl by být poloviční. Otázkou ovšem je, kde by získal dostatek energie, když jsme si již řekli, že Jupiter je na ni poměrně chudý.

Určitou možností by byl solární balon, pasivně zahřívaný slunečními paprsky nebo infračerveným sáláním zdola – kdyby pohlcoval více energie než okolní vzduch, byl by teplejší a jeho vztlak by stoupal. I zde ale hovoříme o objemných a velmi tenkostěnných útvarech.

Jiná možnost by byla, kdyby organismus v teplém stoupavém proudu spoléhal na vítr, který by jej nadlehčoval, a nasával do své dutiny teplý plyn z okolí. Pokud by teplo udržel i ve chvíli, kdy by vstoupil do chladnějšího proudu, byl by jím nadlehčován. Dále by mohl různě „kouzlit“ s aerodynamikou svého tvaru a povrchové struktury.

Popsané mechanismy ale nic nemění na tom, že podmínky pro biologické balony jsou na Jupiteru kromobyčejně špatné.

Aktivní let, který předvádí ptáci, mouchy a letadla, je na Jupiteru víceméně stejně proveditelný jako na Zemi (viz Saganovi „lovci“). Potřebuje také určité množství energie (které však lze s pomocí plachtění a využívání termiky minimalizovat), ale hlavně se zde dostává do popředí ne zcela evidentní zádrhel – „ptáci“ jsou velmi složité organismy, které se nemohou objevit jen tak z ničeho (to ostatně platí i pro balony!).

Velmi malý organismus, jako je bakterie nebo dlouhá vláknitá řasa, se snad může vznášet jen sám od sebe, přeje-li mu štěstí. Čím je ale větší, tím hůř se mu vede, a je tedy v jeho zájmu být co nejmenší. Naopak mávající křídla či balonový princip nabývají na důležitosti až při podstatnějších rozměrech – u mikroskopických živočichů jsou všechny jejich výhody setřeny, neboť jejich pohyb závisí daleko spíše na pohybu okolního plynu, kterému nemohou nijak účinně vzdorovat. Je tedy pravděpodobné, že pasivní vznášeči budou mít směrem k aktivním letcům a balonům velmi ztíženou vývojovou cestu, neboť evoluční mezičlánek mezi oběma může být jednoduše neživotaschopný!

Jako okrajovou možnost bychom měli zmínit i možnost existence vysoce exotického života v hlubokém nitru Jupiteru. Benner et al. (2004) připouštějí nadkritický kapalný vodík jako potenciální rozpouštědlo pro organické molekuly, pokud jejich existenci nevylučuje vysoká teplota, což může být právě případ Jupiteru. Menší obří planety jsou ale chladnější a zkapalněný plyn tam najdeme i při pokojové teplotě.

A co žhavější vrstvy kapalného a kovového vodíku? Teploty a tlaky zde panující samozřejmě vylučují cokoli jen trochu podobného tomu, co známe z vlastní zkušenosti. Nelze ovšem zcela vyloučit, že by se v těchto podmínkách mohly objevit složité systémy založené na chemické nebo fyzikální bázi. Problémem je, že podmínky v nitru planety panující příliš dobře neznáme a navíc s chováním hmoty v tak nelidských teplotách a tlacích máme mnohem méně zkušeností než s klasickou (bio)chemií. Otázka, zda by zde mohly vznikat vysoce organizované struktury, neřkuli zda by dosáhly úrovně, kterou bychom mohli označit jako život, je tedy více než zapeklitá a není možné na ni uspokojivě odpovědět. Bytosti z Jupiterova nitra budou ještě dlouho spíše zajímavým myšlenkovým experimentem nežli vědeckou hypotézou, kterou je možno testovat a dále rozvíjet.

Shrneme-li to, život na Jupiteru není vyloučen, ale nepochybíme, když na něj budeme hledět mírně skepticky. Není to ale důvod obří planety odepisovat a opomíjet jejich výzkum. Za prvé jsou v kosmu hojné, za druhé Jupiterova oblaka, byť třeba sterilní, mohou přinejmenším posloužit jako zajímavá chemická laboratoř, která nám dovolí ochutnat primordiální polévku.

Tento text je úryvkem z knihy:

Tomáš Petrásek, Igor Duszek: Vzdálené světy I

Triton, Praha 2009

O knize na stránkách vydavatele

autor