מים. הם נמצאים כמעט בכל מקום על פני כדור הארץ, בצורות מוכרות וגם קיצוניות - מכיפות הקרח הקפוא אשר מכסות את הקטבים ועד גייזרים אשר מתפרצים לוהטים מהבילים. מרתק לגלות כי בכל מקום שבו מים זורמים על הפלנטה הזאת אתם יכולים למצוא צורה כזאת או אחרת של חיים.
"כאשר אנו מוצאים מים על פני כדור הארץ - בין אם מדובר על אגמים מכוסים שכבת קרח, מים הידרו-תרמיים בארובות במעמקי הים, או מה שנראה כמו מדבריות צחיחים - אם יש מים, נמצא גם חיידקים אשר מצאו דרך לחיות ולשגשג שם", אומר בריאן גלזר, אוקיינוגרף מאוניברסיטת הוואי במנואה, אשר מתמחה במחקר אסטרוביולוגיה – הביולוגיה של היקום.
מכאן מגיע המוטו המרכזי של נאס"א, סוכנות החלל האמריקאית, במסע לחיפוש אחר חיים על כוכבים אחרים מלבד כדור הארץ – Follow the Water" - לעקוב אחרי המים".
בחודש ספטמבר 2015 יצאו מדעני נאס"א בהודעה רשמית כי מצאו אותו על מאדים: על פי מחקר חדש סימנים כהים שהמדענים זיהו במחזוריות במשך למעלה מעשור בתמונות של הכוכב האדום הם אכן עדות למים זורמים. בעוד שהזרמים אשר נראים בצילומים מבריקים עשויים להכיל מלחים אשר מבוססים על כלור, הם בכל זאת מעלים את הסיכויים לאפשרויות לקיים חיים על מאדים.
אבל מדוע מים חשובים כל כך כמרכיב בסיסי לקיום של חיים? האם ישנם מרכיבים אחרים אשר מספקים את המתכון המושלם לחיים על כוכבי לכת אחרים?
מסתבר כי כמה תכונות כימיות ייחודיות של מים הופכות אותם לאותו מרכיב חיוני עבור יצורים חיים. זה לא רק שמים יכולים להמיס כמעט כל דבר. זה גם אחד החומרים הבודדים אשר יכולים להתקיים במצב מוצק, נוזלי וגז והכל בתחום צר יחסית של טמפרטורות.
חיים בתנועה זורמת
כאשר מתבוננים במגוון העשיר של החיים על פני כדור הארץ מגלים מכנה משותף ויסודי - בבסיס החיים האלה נמצא השימוש בקרום דקיק אשר מפריד בין האורגניזם לבין הסביבה החיצונית בה הוא מתקיים. כדי להישאר בחיים האורגניזם לוקח מן הסביבה חומרים אשר חיוניים עבורו לייצור אנרגיה, ומסנן ומשאיר בחוץ פסולת המכילה חומרים רעילים עבורו. חומרים אשר עלולים לפגוע בהתפתחות והמשך הקיום שלו.
כאן, יש לאותם מים תפקיד קריטי - המים חיוניים פשוט כי הם נוזלים בטמפרטורת כדור הארץ. מכיוון שהם זורמים, מים חיים מהווים אמצעי יעיל להעביר חומרים מתוך התא אל הסביבה החיצונית ובחזרה. בהשוואה להם, כדי להפיק אנרגיה מחומרים במצב מוצק נדרש תהליך מסובך ויקר בהרבה (יקר אנרגטית). זאת, על אף שהתגלו בטבע חריגים יוצאי דופן, כמו חיידקים אשר אוכלים סלע, לדבריו של גלזר.
אבל, הקסם לא נגמר כאן. בחלק השני של המשוואה – נמצאת היכולת האופיינית של המים לשאת דברים אל תוך התא והחוצה ממנו – וזה קשור לתצורה הכימית הייחודית של המים.
זוכרים, או לא זוכרים את הדימוי כמו מיקי-מאוס מימי בית הספר - מולקולת המים הצנועה מורכבת משני אטומים של מימן (האוזניים) אשר מחוברים לאטום יחיד של חמצן (הפרצוף).
"הדרך שבה הם מחוברים ומשולבים יחד הופכת את מולקולת המים לחומר ממס אוניברסאלי, רב שימושי נפלא כל כך". פירושו של דבר, שכמעט כל חומר יכול להתמוסס במים, אומר גלזר.
התהליך הזה אפשרי כי למולקולה של המים יש קוטביות. במילים אחרות, אטומי מימן נוטים להתחבר יחד בצד אחד של המולקולה, וליצור אזור חיובי, ואילו בצד של החמצן יש מטען שלילי. הכח החיובי של המימן בסופו של דבר נוטה למשוך יונים שליליים (או אטומים עם אלקטרון נוסף בקליפה החיצונית שלהם), האזור השלילי, לעומת זה, "מפתה" יונים חיוביים (שאחד האלקטרונים "נחטף" מהם).
מים חיים עם תכונות ההמסה המדהימות שלהם, הם המתווך המושלם להעביר חומרים, כמו פוספטים או יוני סידן, למשל, אל תוך ומחוץ לתא.
מצבי הקיום של מים
עוד תכונה אשר מצטרפת למכלול המאפיינים הייחודיים של המים היא היכולת שלהם להימצא במצבים משתנים של מוצק, נוזל וגז בטווח הטמפרטורות אשר קיימות על כדור הארץ. מולקולות אחרות אשר מאותרות כמועמדות אפשריות לתמוך בחיים נוטות להיות נוזלים בטמפרטורות או בלחצים אשר אינם מועילים לרוב צורות החיים הידועות, מוסיף גלזר.
"המים באמת נמצאים במקום המתוק הזה", הוא מדגיש.
העובדה כי מים יכולים להימצא בכל אחד ממצבי הצבירה בטווח צר יחסית של לחצים יוצרת הזדמנויות רבות לחיים לפרוח, הוא מוסיף.
"כל שלושה המצבים אשר קיימים על הפלנטה שלנו יוצרים את המגוון המרתק הזה של סביבות ובתי גידול שבהם מתקיימים תנאים של מיקרו-אקלים", אמר גלזר.
כך, לדוגמא, אפשר למצוא קרח קפוא בקרחונים אשר חוצים דרך הרים, בשעה שאדי מים מסייעים לחמם את הסביבה, מציין גלזר.
העריסה המימית של החיים
אפשרי שהמים הם יותר מנוזל אשר מסייע בתהליכים החיוניים של החיים - ייתכן שהם מהווים גם את המעטפת, העריסה המגוננת אשר נושאת בקרבה את אבני הבניין של החיים לכדור הארץ, אומר ראלף קייזר, מומחה בכימיה ופיסיקה יישומית באוניברסיטת הוואי במנואה. תחום המחקר שלו הוא אסטרוכימיה – הכימיה של היקום והכוכבים.
תיאוריה אחת אשר מנסה לענות על השאלה המרתקת איך הופיעו החיים על כדור הארץ, נקראת panspermia. הכוונה היא שחלקיקי קרח אותם נשאו גופים אשר הגיעו מן החלל החיצון והתנפצו על פני כדור הארץ, נשאו מולקולות אורגניות זעירות אשר יצרו את מבשרי החיים. אבל, חשוב לזכור כי מסע בחלל הוא אתגר קשה ומורכב. בין השאר, כי הוא כולל רמות גבוהות של קרינה אשר יכולות לשנות את המולקולות העדינות שעליהן אנחנו מדברים כאן, אומר קייזר.
אחרי שזה נאמר, קייזר מרשה לעצמו לשתף ולהעלות השערה – יתכן כי בצורתם המוצקה המים יכולים היו לספק דרך להגן על המולקולות הללו מפני קרינה.
"קיימת האפשרות היא כי בגלל שאבני הבניין היו במצב קפוא בתוך המים, עמדה לרשותן מעטפת מגן אשר הקיפה אותן ואפשרה העברה מוגנת ובטוחה", מהרהר קייזר.
יש כמה אפשרויות לתחליפים
כמובן, בעוד שהמים הם משאב חיוני לחיים על כוכב הלכת שלנו, ביקום יכולות להתקיים צורות חיים נוספות, צורות אשר אינן תואמות בדיוק למדריך לחיים על פני כדור הארץ.
מדענים בוחנים גם נוזלים אחרים אשר עשויים למלא תפקיד דומה כמו ממס אוניברסלי ואמצעי הובלה. בין המתמודדים המובילים נמצאים אמוניה ומתאן. כך, אומר כריס מק'קיי, אסטרוביולוג במרכז המחקר איימס של נאס"א, במופט פילד, קליפורניה. בדומה למים, אמוניה היא מולקולה בעלת קוטביות, והיא נמצאת בשפע יחסי ביקום. אבל, נכון לרגע זה, המדענים עדיין לא גילו גופים גדולים של אמוניה ברחבי מערכת השמש, אומר מק'קיי.
מתאן, לעומת זאת, אינו קוטבי. אבל, הוא יכול לפזר חומרים רבים אחרים. שלא כמו מים, בהשוואה, מתאן הופך נוזלי רק בטמפרטורות קרות מאוד - במינוס 296 מעלות פרנהייט (מינוס מקפיא של 182 מעלות צלזיוס).
"אנחנו כבר יודעים שיש אגמים גדולים של מתאן נוזלי ואתאן על טיטאן", אחד הירחים של סטורן, אומר מק'קיי. "לכן, יש עניין רב בתגליות אשר יכולות לענות על השאלה - האם החיים יכולים להשתמש במתאן נוזלי או אתאן."
מטהר מים לבית או למשרד ? בואו לפגוש את ה Waterfall – הדרך החדשה לקבל מים חיים צלולים וטעימים
