Para ilmuwan telah mengemukakan adanya membran sel yang terdiri dari senyawa nitrogen organik kecil dan mampu berfungsi dalam metana cair pada suhu 292 derajat di bawah nol. Karya mereka diterbitkan pada tanggal 27 Februari di Science Advance, peneliti utamanya adalah Paulette Clancy, seorang ahli dalam dinamika molekul kimia, penulis pertamanya adalah James Stevenson, seorang mahasiswa pascasarjana di bidang teknik kimia, dan rekan penulisnya adalah Jonathan Lunin, direktur dari Pusat Radiofisika dan Ilmu Luar Angkasa Cornell.
Lunin mempelajari bulan-bulan Saturnus dan merupakan anggota tim ilmuwan interdisipliner dalam misi Cassini-Huygens yang menemukan lautan metana-etana di Titan. Penasaran dengan kemungkinan adanya kehidupan berbasis metana di Titan, sekitar setahun yang lalu Lunin meminta bantuan fakultas Cornell dalam membuat model kimia. Clancy setuju untuk membantu.
“Kami bukan ahli biologi atau astronom, namun kami memiliki alat yang tepat,” kata Clancy. “Mungkin ini membantu karena kami tidak memiliki prasangka apa pun tentang apa yang boleh dan apa yang tidak boleh dimasukkan ke dalam membran.” Kami hanya mengerjakan senyawa yang kami ketahui dan bertanya pada diri sendiri: Jika ini adalah palet kami, apa yang dapat kami buat darinya?
Seperti inilah bentuk azotosom 9 nanometer
Di Bumi, dasar kehidupan adalah membran bilayer fosfolipid, vesikel berair yang kuat, permeabel, yang menampung bahan organik setiap sel. Vesikel yang terdiri dari membran seperti itu disebut liposom. Banyak astronom mencari kehidupan di luar bumi di zona yang disebut zona layak huni, yakni jalur sempit di sekitar Matahari yang di dalamnya mungkin terdapat air cair. Namun bagaimana jika sel pada dasarnya tidak terbuat dari air, melainkan metana, yang memiliki titik beku lebih rendah?
Para insinyur menyebut membran sel hipotetis mereka sebagai “azotosome,” dari nitrogen. "Liposome" berasal dari kata Yunani "lipos" dan "soma", yang berarti benda cair; dengan analogi, azotosome berarti “tubuh nitrogen.”
Azotosome terdiri dari molekul nitrogen, karbon dan hidrogen yang diketahui ada di lautan kriogenik Titan, namun menunjukkan stabilitas dan fleksibilitas yang sama dengan mitra terestrialnya, liposom. Hal ini mengejutkan ahli kimia seperti Clancy dan Stevenson, yang belum pernah memikirkan tentang mekanisme stabilitas sel sebelumnya; lebih sering mereka terlibat dalam penelitian semikonduktor.
Para insinyur menggunakan teknik dinamika molekuler yang mencari calon komponen berbasis metana yang dapat dirakit sendiri menjadi struktur membran. Komponen paling menjanjikan yang ditemukan adalah azotosom akrilonitril, yang telah menunjukkan stabilitas yang baik, ketahanan terhadap degradasi, dan fleksibilitas yang melekat pada membran fosfolipid di Bumi. Akrilonitril, senyawa organik cair tidak berwarna dan beracun yang digunakan dalam produksi serat akrilik, resin, dan bahan termoplastik, terdapat di atmosfer Titan.
Senang dengan bukti pertama konsepnya, Clancy mengatakan langkah berikutnya adalah mencoba menunjukkan bahwa sel-sel ini dapat hidup di lingkungan metana – yang dapat dianalogikan dengan reproduksi dan metabolisme sel bebas oksigen berdasarkan metana.
Lunin mengharapkan prospek jangka panjang untuk menguji ide-ide ini di Titan sendiri, seperti yang ia katakan sendiri, “ketika kita mengirim wahana untuk mengarungi lautan bulan yang menakjubkan ini dan menguji secara langsung bahan organik.”
Stevenson mengatakan dia sebagian terinspirasi oleh karya Isaac Asimov, yang menulis esai tahun 1962 tentang topik kehidupan anhidrat berjudul 'Not as We Know It'.
Pada bulan Januari, Nonfiksi Alpina akan merilis Beyond Earth: Finding a New Home in the Solar System oleh ilmuwan planet Amanda Hendricks dan jurnalis sains Charles Wohlforth. Forbes Life menemukan asumsi yang sangat realistis tentang seperti apa kehidupan manusia di Titan, bulan terbesar Saturnus, dan menerbitkan kutipan dari buku tersebut.
Suatu hari nanti manusia akan belajar hidup di Titan, bulan terbesar Saturnus. Mereka akan mengambil energi dari cadangan bahan bakar fosil yang tak terbatas, dan oksigen dari air beku yang menyusun sebagian besar massa Titan. Atmosfer nitrogen, yang lebih padat daripada bumi, akan melindungi manusia dari radiasi kosmik dan memungkinkan mereka tinggal di gedung-gedung tidak bertekanan dan tidak beraktivitas dengan pakaian antariksa, tetapi dengan pakaian dan alat bantu pernapasan yang sangat hangat. Orang-orang akan menaiki perahu di danau metana cair dan terbang seperti burung di atmosfer yang dingin dan padat dengan bantuan sayap di punggung mereka.
Hal ini terjadi karena suatu saat akan timbul kebutuhan. Saat ini, langit Titan yang dingin dan suram tidak menarik dan sangat jauh. Kami belum memiliki teknologi untuk mengirim orang ke Titan. Namun teknologi semakin maju, dan prospek bumi semakin memburuk. Di masa lalu, umat manusia telah melakukan perjalanan ke tempat yang tidak diketahui dan berbahaya ketika kehidupan di tempat yang sudah dikenal menjadi tidak tertahankan lagi. Jika penduduk bumi tidak mulai berperilaku berbeda, maka dunia baru di Titan, yang bebas perang dan bencana iklim, mungkin akan menarik bagi para penjajah.
Pembangunan koloni luar angkasa yang otonom masih memerlukan beberapa dekade dan langkah teknologi lagi. Namun banyak ilmuwan dan insinyur sudah memikirkannya, karena petualangan adalah jenis petualangan yang mereka pilih untuk dilakukan dalam profesi mereka, dan karena penciptaan koloni menimbulkan pertanyaan mendesak mengenai teknologi, eksplorasi, dan industri luar angkasa saat ini. Memang benar, tujuan memindahkan manusia ke planet lain adalah pembenaran terbaik bagi program penerbangan luar angkasa manusia AS.
Mengapa Titan?
Air dalam bentuk cair dan padat banyak ditemukan jauh dari Matahari. Bagian dalam bulan Saturnus dan Yupiter mengandung batuan, namun proporsi air dalam volumenya jauh lebih besar dibandingkan volume planet bagian dalam. Misalnya, Titan lebih besar dari Merkurius, jari-jarinya 50% lebih besar dari jari-jari Bulan, tetapi kepadatannya lebih rendah, dan gravitasinya lebih lemah - lagipula, massa jenis air lebih kecil dibandingkan batu dan logam.
Di tata surya, hanya Titan yang benar-benar dipenuhi dengan bahan bakar yang dapat kita ekstrak dan bakar menggunakan teknologi yang sedikit lebih canggih daripada tungku gas yang ditemukan di rumah-rumah pada umumnya di Amerika. Gas alam bumi sebagian besar berupa metana, seperti danau dan laut di Titan. Bukit pasir pesisir Titan juga kaya akan hidrokarbon, sebagian besar terdiri dari senyawa organik yang lebih berat dan kompleks yang disebut hidrokarbon aromatik polisiklik. Mengingat pabrik hidrokarbon di atmosfer Titan dan suhunya yang rendah, semua ini masuk akal.
Dengan pembangkit listrik di Titan yang ditenagai oleh bahan bakar hidrokarbon, para penjajah dapat membangun rumah kaca yang besar dan terang, menanam makanan di dalamnya, dan mengubah karbon dioksida yang dilepaskan selama pembakaran kembali menjadi oksigen. Hampir semuanya bisa dibuat dari plastik yang bersumber secara lokal. Untuk mengekstraksi logam dan unsur berat lainnya yang diperlukan untuk nutrisi dan produksi elektronik, sebuah koloni dapat menambang asteroid menggunakan pesawat ruang angkasa. Dengan energi yang tidak terbatas dan akses terhadap sumber daya, para penjajah pada akhirnya akan mampu membangun rumah di sepanjang tepi danau, berlayar dengan perahu, dan terbang dengan pesawat pribadi.
Bagaimana kehidupan kita akan terstruktur?
Banyak ilmuwan yang membayangkan bagaimana rasanya hidup di Titan, karena kelihatannya begitu mudah. Ralph Lorenz dari Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins telah menulis beberapa buku tentang Titan. Ini menawarkan berbagai misi penelitian, termasuk kapal mirip pelampung dan sejumlah stasiun cuaca. Saat kami berbicara dengannya, dia berbicara tentang kapal selam. “Kendaraan apa pun di Bumi dapat digunakan secara bermakna di suatu tempat di Titan,” kata Ralph.
Di Titan, manusia bisa bertahan hidup tanpa pakaian antariksa
Lorenz mencatat bahwa di Titan, manusia dapat bertahan hidup tanpa pakaian antariksa, bergerak dengan suhu hangat dan mengenakan masker oksigen, serta tinggal di gedung tanpa tekanan. Tidak sulit membayangkan diri Anda berada di lanskap oranye Titan yang aneh, berdiri di atas tanah basah dan lunak seperti yang ditemukan oleh wahana Huygens, dengan kerikil es keras berserakan. Suhu di sana sekitar –180 °C, tetapi pakaian dengan insulasi termal tebal atau elemen pemanas akan terasa nyaman. Jika pakaian Anda robek, itu tidak akan membunuh Anda - yang utama adalah tetap hangat. Tidak diperlukan pakaian bertekanan besar seperti yang dikenakan astronot di bulan atau di ruang hampa udara.
Perumahan di Titan dapat dibangun seperti yang ada di wilayah kutub bumi, menggunakan isolasi kedap udara dan tumpukan untuk menjaga es dan hidrokarbon beku yang ada di dalamnya agar tidak mencair. Pintu ganda sederhana akan menjaga oksigen tetap di dalam. Jika rumah Anda bocor, hal itu perlu diperbaiki, namun hal ini tidak menimbulkan ancaman langsung. Anda dapat memperbaiki masalah sebelum melakukan perbaikan yang benar dengan menggunakan selotip listrik. Hidrokarbon yang ada di mana-mana mengandung banyak karsinogen, jadi penting untuk membersihkan dan melepas pakaian luar saat memasuki rumah Anda.
Titan dan Antartika memiliki beberapa kesamaan. Untuk bertahan hidup di tempat-tempat ini, diperlukan penggunaan teknologi secara aktif, yang terpenting adalah pemanasan. Perbekalan perlu dibawa ke sana kemari. Untuk tetap berada di tempat seperti itu selamanya tanpa dukungan eksternal memerlukan sumber energi dan produksi pangan di dalam ruangan. Antartika kemungkinan besar kaya akan bahan bakar fosil, namun untuk mendapatkannya diperlukan terobosan es yang tebal. Di Titan, bahan bakar terletak langsung di permukaan, tetapi oksigen harus diambil dari kedalaman. Dalam kedua kasus tersebut, untuk pergi keluar, Anda harus berpakaian pantas. Suhu di Titan jauh lebih rendah, namun cuaca di sana lebih tenang.
Perbedaan utama antara Antartika dan Titan adalah di Antartika Anda dapat menghirup udara atmosfer. Atmosfer bumi hampir 80% nitrogen dan 20% oksigen. Atmosfer Titan terdiri dari 95% nitrogen dan 5% metana. Kita tidak bisa hidup tanpa oksigen, namun tetap saja udara Titan bukanlah racun instan bagi kita. Ini mengandung cukup sianida untuk membuat Anda sakit kepala parah, dan nitrogen akan menyebabkan jenis narkosis yang akrab bagi penyelam: keadaan yang dapat disembuhkan mirip dengan mabuk. Jika alat bantu pernapasan Anda gagal, Anda akan kehilangan kesadaran dalam satu menit, tetapi Anda dapat dihidupkan kembali jika Anda diberi akses oksigen tepat waktu.
Sangat mudah untuk terbang di medan gravitasi Titan yang lemah
Tekanan atmosfer Titan 50% lebih tinggi dibandingkan di Bumi. Atmosfer ini lebih dari cukup untuk melindungi dari radiasi dan mikrometeorit. Karena dinginnya, udara juga empat kali lebih padat dibandingkan di Bumi. Hal ini menyebabkan dua efek samping yang menarik. Yang pertama adalah perubahan cuaca yang stabil secara perlahan. Kedua, mudah untuk terbang di medan gravitasi Titan yang lemah.
Gravitasi Titan hanya 14% dari gravitasi Bumi, bahkan lebih kecil dari gravitasi Bulan yang sebesar 17% (Titan jauh lebih besar dari Bulan, namun Bulan mengandung lebih banyak batuan, yang massanya menghasilkan gravitasi yang lebih kuat daripada air yang sebagian besar membentuk Titan. ). Dalam gravitasi bulan yang lemah, para astronot Apollo bergerak dalam gerakan lambat, seperti balon yang memantul dari lantai. Di Titan, dengan gravitasi yang lebih rendah lagi, mereka juga didukung oleh atmosfer yang padat; dalam setelan bersayap, mereka dapat dengan mudah meluncur dalam jarak yang cukup jauh.
Tidak akan ada jalan untuk kembali
Tubuh manusia kemungkinan besar akan beradaptasi dengan Titan sedemikian rupa sehingga sulit untuk kembali ke Bumi.
Tubuh kita ditentukan oleh gravitasi. Tulang pelari terbentuk lebih kuat karena kekuatan kaki mereka membentur tanah. Seorang pasien yang terbaring di ranjang rumah sakit dalam waktu lama kehilangan tonus otot dan terkadang menjadi sangat lemah hingga tidak dapat berdiri. NASA telah menemukan cara untuk melatih astronot di ISS untuk menjaga massa otot dan kepadatan tulang selama enam bulan berada dalam gravitasi nol, tetapi hal ini memerlukan menghabiskan dua jam sehari untuk peralatan pelatihan khusus. Sebagian besar penjajah di Titan cenderung mempertahankan rutinitas olahraga yang tidak lebih baik daripada rata-rata penghuni Bumi yang memiliki keanggotaan gym yang tidak terpakai. Seiring waktu, mereka mungkin akan menjadi terlalu lemah untuk hidup di Bumi.
Penjajah juga akan bergantung pada pencahayaan buatan. Siapa pun yang pernah tinggal di garis lintang utara tahu bahwa cahaya dan kegelapan alami mengatur kehidupan, memengaruhi suasana hati dan kinerja baik di dalam maupun di luar ruangan. Di kutub matahari bersinar sepanjang musim panas, tetapi malam sepanjang musim dingin. Tidak ada seorang pun selain peneliti yang tinggal di kutub, namun penduduk di wilayah utara jauh di selatan kutub masih harus beradaptasi dengan perubahan cahaya, baik secara fisik maupun dengan bantuan teknologi. Masyarakat adat menunggu musim dingin dengan mendapatkan vitamin D dari makanan seperti lemak mamalia laut, yang diperoleh masyarakat di daerah beriklim sedang dari matahari. Di musim panas, masyarakat Utara menjadi energik dan menghabiskan hari-hari cerah yang panjang untuk menyimpan makanan.
Penghuni modern di zona iklim kutub mempertahankan siklus harian tidur dan terjaga dengan pencahayaan buatan. Mereka mengonsumsi makanan olahan yang mengandung vitamin D (tetapi seringkali dalam jumlah yang tidak mencukupi). Tanpa siklus sirkadian yang teratur dan jumlah cahaya terang serta vitamin D yang cukup, banyak orang menjadi depresi dan mengalami kesedihan musiman yang dimulai dengan berkurangnya cahaya alami di musim gugur.
Siklus alami terang dan gelap akan sangat tidak biasa
Di Titan, pencahayaan dalam ruangan dan pola makan yang tepat akan menjadi kebutuhan sepanjang tahun. Siklus alami terang dan gelap akan menjadi hal yang asing bagi Anda. Sebagai satelit Saturnus, Titan selalu menghadap sisi yang sama ke arahnya. Namun, atmosfer jingga kemungkinan besar menyulitkan melihat bintang dan planet. (Bagaimanapun, Titan berada pada bidang cincin Saturnus, sehingga tidak akan terlihat.) Koloni tersebut pasti akan dibangun di sisi Titan yang menghadap Saturnus; di lokasi ini, cahaya yang dipantulkan dari Saturnus kemungkinan besar mempertahankan penerangan rendah sepanjang hari, kecuali saat Titan berada dalam bayangan Saturnus. Sehari berlangsung selama 16 hari di Bumi, jadi selama beberapa minggu cahayanya akan sedikit diperkuat oleh Matahari, dan beberapa minggu berikutnya akan menjadi lebih gelap. Satu tahun di Titan sama dengan 29 tahun di Bumi, jadi masing-masing dari empat musim berlangsung sekitar 7,5 tahun. Cassini menjelajahi Titan selama hampir setengah tahun setempat, dimulai pada musim panas di dekat belahan bumi selatan; Saat musim panas dimulai di belahan bumi utara, kita baru mulai memahami pengaruh musim terhadap cuaca.
Masih banyak yang belum kita ketahui tentang Titan, tapi kita tahu kalau kita sampai di sana, kita bisa tinggal di sana.
Ketika para ilmuwan berbicara tentang kemungkinan adanya kehidupan di luar Bumi, mereka biasanya berfokus pada planet dan satelit yang memiliki setidaknya tiga kondisi yang memungkinkan terbentuknya organisme hidup: panas, atmosfer yang dapat dihuni, dan air.
Bulan terbesar Saturnus, Titan, adalah tempat yang benar-benar unik. Tekanan atmosfernya mirip dengan Bumi, atmosfernya kaya akan nitrogen (atmosfer planet kita mengandung lebih dari 78% nitrogen). Titan adalah satu-satunya tempat di tata surya (kecuali Bumi, tentunya) di mana hujan dan kabut terbentuk.
Selain itu, Titan memiliki lautan, danau, dan sungai - namun semuanya mengandung metana cair dan etana, bukan air.
Kemungkinan adanya kehidupan di Titan telah lama dibicarakan para ilmuwan. Banyak peneliti percaya bahwa hal ini tidak mungkin, karena Titan sangat jauh dari Matahari dan oleh karena itu suhu di sana terlalu dingin. Selain nitrogen, atmosfer satelit juga kaya akan metana beracun, dan tidak ada air sama sekali di Titan. Oleh karena itu, sebelumnya tempat ini dianggap bukan tempat yang cocok untuk asal mula kehidupan.
Namun penelitian terbaru dari tim ilmuwan yang dipimpin oleh David Shalloway dari Cornell University menunjukkan bahwa kehidupan di Titan bisa saja terbentuk tanpa adanya air cair, yang diterbitkan dalam jurnal PNAS edisi terbaru.
“Kami sudah terbiasa dengan kondisi duniawi. Kegiatan ilmiah kami berlangsung pada suhu kamar dan kondisi “rumah kaca”. Titan adalah masalah yang sangat berbeda,” kata rekan penulis Martin Rahm dari Cornell University.
Para ilmuwan meneliti komposisi kimia bulan Saturnus dan sampai pada kesimpulan bahwa asam hidrosianat (atau hidrogen sianida - rumusnya HCN) yang ada di Titan dapat menciptakan kondisi yang sesuai untuk munculnya kehidupan. Asam hidrosianat beracun bagi manusia. Zat ini terkandung dalam asap tembakau, gas oven kokas, dan dilepaskan selama penguraian poliuretan. Namun, bahkan di dalam tubuh kita, asam hidrosianat dapat melakukan fungsi yang bermanfaat - misalnya, diproduksi oleh neuron untuk meningkatkan efisiensi transmisi impuls saraf, selain itu, disekresi oleh leukosit dan berkontribusi terhadap kematian mikroorganisme berbahaya.
Akibat reaksi kimia yang terjadi di Titan, molekul asam hidrosianat HCN berkontribusi pada pembentukan polimer, khususnya poliimina. Poliimin mampu menyerap berbagai macam sinar cahaya, sehingga memungkinkan untuk menyerap sedikit sinar matahari yang menembus atmosfer Titan. Selain itu, poliimin dapat menjadi dasar pembentukan asam amino dan asam nukleat (bahan dasar protein dan DNA). “Molekul organik, danau dan lautan cair (metana, bukan air), serta sejumlah energi matahari yang mencapai permukaan - semua ini menunjukkan kemungkinan terciptanya lingkungan di mana semacam bentuk kehidupan eksotik dapat terbentuk,” kata salah satu dari penulis karya tersebut, Jonathan Lanin.
“Polimin dapat berada dalam berbagai struktur dan menjalankan banyak fungsi bahkan pada suhu rendah, dan terutama di bawah kondisi Titan,” komentar Martin Ram. “Polimin bisa berbentuk selembar kertas,” tambah Jonathan Lanin.
“Mereka, seperti batu bata, dapat berfungsi sebagai dasar katalitik untuk terjadinya reaksi kimia primer. Kami juga menemukan bahwa poliimina menyerap cahaya di tempat yang atmosfer Titannya lebih transparan. Cahaya ini dapat berfungsi sebagai sumber energi untuk reaksi.”
Penulis karya ini menggunakan data yang diperoleh selama misi Cassini-Huygens. Perangkat yang dibuat oleh NASA bekerja sama dengan badan antariksa Eropa dan Italia ini diluncurkan pada 15 Oktober 1997. Tujuannya adalah mempelajari Saturnus, bulan dan cincinnya. Pada tanggal 14 Januari 2005, Cassini-Huygens memasuki atmosfer Titan. Misi ini awalnya direncanakan hingga tahun 2008, namun akhirnya diperpanjang hingga tahun 2017.
Hasil analisis sampel yang dikumpulkan oleh pesawat ruang angkasa memungkinkan para ilmuwan untuk melakukan simulasi komputer terhadap proses tersebut, di mana ternyata poliimina memang bisa berfungsi sebagai “titik awal” menuju asal usul kehidupan. Selain itu, para ilmuwan mengetahui bahwa “prekursor” poliimina, asam hidrosianat, dapat memainkan peran penting dalam proses asal usul kehidupan di planet kita. Hasil dari pekerjaan ini adalah diterbitkan dalam jurnal Nature Chemistry pada tahun 2015.
Para penulis karya tersebut menekankan bahwa kesimpulan mereka murni teoretis, dan tidak ada bukti langsung yang ditemukan di permukaan Titan bahwa kehidupan pernah ada di satelit Saturnus ini, bahkan dalam bentuk yang eksotik, tidak seperti Bumi.
Namun, para ilmuwan masih sepakat bahwa metana, dalam arti tertentu, dapat menggantikan air dan berkontribusi pada munculnya bentuk organisme hidup tertentu: misalnya, dalam wawancara baru-baru ini dengan Gazeta.Ru, Igor Mitrofanov, kepala departemen planetologi nuklir di IKI RAS: “Jika kita tidak menemukan apa pun di Bulan dan Mars, maka tempat berikutnya di mana kita perlu mencari kehidupan adalah di lautan satelit-satelit ini (kita berbicara tentang Enceladus dan Europa - satelit Saturnus dan Jupiter. - Gazeta.Ru), atau carilah bentuk kehidupan yang tidak didasarkan pada air, tetapi, misalnya, pada metana cair.”
“Hollywood harus bermain-main dengan alien seperti ini,” kata Dr. William Baines, “Anda menyorotkannya dengan sinar laser dan benda itu mendidih, lalu terbakar, dan asapnya meracuni semua orang di area tersebut. Bahkan nafasnya yang ringan pun akan memiliki bau yang sangat tidak enak. Tapi menurutku itulah yang membuatnya lebih menarik. Bukankah menyedihkan jika semua makhluk yang kita temukan di galaksi persis seperti kita, hanya berwarna biru dan berekor?”
Penelitian Baines menunjukkan tantangan apa yang mungkin kita hadapi – di luar budaya – jika kita bertemu dengan kehidupan di luar bumi. Mungkin terdapat dampak merugikan yang tidak diinginkan pada salah satu atau kedua spesies.
Baines mencoba memahami betapa ekstremnya kimia kehidupan. Kehidupan di Titan, bulan terbesar Saturnus, menghadirkan salah satu skenario paling tidak biasa untuk dijelajahi. Berkat gambar yang diambil oleh program luar angkasa Cassini/Huygens, Titan mungkin terlihat mirip dengan Bumi, dan bahkan mungkin ramah. Namun atmosfernya adalah kabut asap oranye yang tebal dan sedingin es. Dengan jarak sepuluh kali lipat dari Matahari, merupakan tempat yang cukup sejuk dengan suhu -180 derajat Celcius. Air di sana selalu berbentuk es, dan satu-satunya cairan yang tersedia hanyalah metana dan etana.
Jadi, alih-alih kehidupan bergantung pada air, kehidupan di Titan mungkin bergantung pada metana.
Cairan diperlukan untuk kehidupan; bahkan tanaman di gurun terkering di bumi pun membutuhkan air untuk metabolisme. Jadi, jika ada kehidupan di Titan, darahnya harus berbahan dasar metana cair, bukan air. Artinya keseluruhan komposisi kimianya harus benar-benar berbeda. Molekul harus terdiri dari lebih banyak variasi unsur dibandingkan kasus kita, namun ukurannya bisa lebih kecil. Ditambah lagi reaksi kimia lainnya, kata Baines.
Kehidupan di bumi didasarkan pada sekitar 700 molekul, tetapi untuk menemukan 700 molekul yang sama, mungkin, Anda harus mampu menghasilkan 10 juta atau lebih. Intinya bukanlah berapa banyak molekul yang dapat dihasilkan, tetapi apakah mungkin untuk memperoleh komposisi yang diperlukan agar metabolisme dapat berlangsung.
Baines membandingkan prosesnya dengan mencoba mencari potongan kayu di tempat penebangan kayu untuk membuat meja.
“Secara teoritis, Anda hanya membutuhkan 5 buah,” jelas Baines, “tetapi gudang Anda mungkin penuh dengan barang bekas dan Anda tidak pernah menemukan lima buah yang cocok satu sama lain. Oleh karena itu, diperlukan potensi untuk menciptakan lebih banyak molekul daripada yang sebenarnya dibutuhkan. Oleh karena itu, bahan kimia 6 atom di Titan harus mencakup jenis ikatan yang lebih beragam dan kemungkinan unsur yang lebih beragam, termasuk belerang dan fosfor dalam bentuk yang berbeda dan lebih tidak stabil (bagi kita), serta unsur lain seperti silikon.”
Energi adalah faktor lain yang mempengaruhi jenis kehidupan yang dapat berkembang di Titan. Mengingat intensitas sinar matahari di permukaan Titan sepuluh kali lebih rendah dibandingkan di Bumi, jelas pasokan energi di sana terbatas.
Pergerakan atau pertumbuhan yang cepat membutuhkan energi dalam jumlah besar, sehingga organisme mirip lumut yang tumbuh lambat secara teoritis mungkin terjadi, tetapi velociraptor kemungkinan besar tidak termasuk.
Apapun kehidupan di Titan, setidaknya kita tahu kita tidak akan melihat Jurassic Park.
Atau air.
Beberapa model menunjukkan bahwa Titan dapat mendukung keberadaan membran semi-permeabel berbasis akrilonitril "terbalik" dalam campuran metana-etana cair non-polar di permukaannya, namun dalam kondisi di mana campuran metana-etana berada dalam keadaan cair , semua molekul yang lebih besar dan lebih polar daripada akrilonitril pasti akan mengkristal - karena kekuatan ikatan yang jauh lebih besar antara molekul polar (fraksinasi hidrokarbon dan pengendapan alkohol asam nukleat didasarkan pada prinsip ini). Pada saat yang sama, proses kimia kompleks dari pertukaran selektif dan akumulasi sejumlah zat diamati di lingkungan ini, yang menjadi bahan diskusi luas di komunitas ilmu planet, termasuk NASA. Atmosfer Titan padat, aktif secara kimia, dan kaya akan senyawa organik; Fakta-fakta tersebut mendorong para ilmuwan untuk membuat asumsi tambahan tentang keberadaan kehidupan atau prasyarat adanya kehidupan, terutama di lapisan atas atmosfer. Atmosfernya juga mengandung hidrogen, dan metana dapat bergabung dengan beberapa senyawa organiknya (seperti asetilena) untuk menghasilkan energi dan mengembangkan kehidupan.
Suhu di masa lalu
Pada tahun 1970-an, para astronom secara tak terduga menemukan tingkat emisi inframerah yang tinggi dari Titan. Salah satu penjelasan yang mungkin untuk hal ini adalah permukaan Titan lebih hangat dari perkiraan akibat efek rumah kaca. Beberapa perkiraan suhu permukaan bahkan mendekati suhu di wilayah dingin di Bumi. Namun, ada penjelasan lain yang mungkin mengenai radiasi infra merah: permukaannya sangat dingin, namun lapisan atas atmosfer dihangatkan oleh penyerapan sinar ultraviolet oleh molekul etana, etilen, dan asetilena.
Suhu di masa depan
Titan bisa menjadi lebih hangat secara signifikan di masa depan. Dalam enam miliar tahun, ketika Matahari menjadi raksasa merah, suhu permukaan Titan bisa meningkat hingga 200 K (-70 °C) [ ], yang cukup untuk keberadaan lautan campuran air-amonia yang stabil di permukaannya. Kondisi ini dapat menciptakan lingkungan yang menyenangkan bagi bentuk kehidupan eksotik dan akan bertahan selama beberapa ratus juta tahun. Kali ini cukup untuk munculnya kehidupan yang relatif sederhana.
Tidak adanya air cair di permukaan satelit
Tidak adanya air cair di permukaan Titan telah dikutip oleh NASA sebagai argumen yang menentang kehidupan di bulan. Menurut badan tersebut, air penting tidak hanya sebagai "pelarut bagi kehidupan seperti yang kita kenal" tetapi juga karena "secara unik cocok untuk mendorong pengorganisasian bahan organik."
Pembentukan molekul kompleks
Kemungkinan hidup di bawah permukaan
Pemodelan telah menghasilkan usulan bahwa terdapat cukup bahan organik di Titan untuk memungkinkan terjadinya evolusi kimia, mirip dengan apa yang diyakini telah dimulai di Bumi. Meskipun analoginya menunjukkan adanya air cair dalam jangka waktu yang lebih lama daripada yang diamati saat ini, beberapa teori menyatakan bahwa air cair setelahnya dapat disimpan dalam lapisan isolasi yang membeku. Pertukaran panas antara lapisan dalam dan atas sangat penting bagi kelangsungan hidup kelompok kehidupan mana pun. Deteksi kehidupan mikroba di Titan akan sangat bergantung pada faktor biogenik ini.
Selain itu, telah diketahui bahwa lautan cair amonia atau bahkan air mungkin ada jauh di bawah permukaan. Aksi pasang surut Saturnus yang kuat dapat menyebabkan inti memanas dan mempertahankan suhu yang cukup tinggi untuk keberadaan air cair. Perbandingan gambar Cassini dari tahun 2005 dan 2007 menunjukkan bahwa fitur lanskap telah bergeser sekitar 30 km. Karena Titan selalu menghadap Saturnus dengan satu sisi, pergeseran ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa kerak es dipisahkan dari massa utama satelit oleh lapisan cair global.
Diasumsikan bahwa air mengandung sejumlah besar amonia (sekitar 10%), yang bertindak sebagai antibeku pada air, yaitu menurunkan titik bekunya. Dikombinasikan dengan tekanan tinggi yang diberikan oleh kerak satelit, hal ini mungkin merupakan kondisi tambahan bagi keberadaan lautan di bawah permukaan.
Menurut data yang dirilis pada akhir Juni 2012 dan dikumpulkan sebelumnya oleh pesawat ruang angkasa Cassini, di bawah permukaan Titan (pada kedalaman sekitar 100 km) seharusnya terdapat lautan yang terdiri dari air dengan kemungkinan sejumlah kecil garam. Dalam studi baru yang diterbitkan pada tahun 2014 dan berdasarkan peta gravitasi bulan yang dibuat dari data yang dikumpulkan oleh Cassini, para ilmuwan berpendapat bahwa cairan di lautan bulan Saturnus ditandai dengan peningkatan kepadatan dan salinitas yang ekstrim. Kemungkinan besar, itu adalah air garam yang mengandung garam yang mengandung natrium, kalium dan belerang. Selain itu, di berbagai wilayah satelit, kedalaman lautan bervariasi - di beberapa tempat air membeku, membentuk kerak es dari dalam yang menutupi lautan, dan lapisan cairan di tempat-tempat ini praktis tidak berkomunikasi dengan permukaan Titan. Salinitas yang tinggi di bawah permukaan laut membuat hampir tidak mungkin ada kehidupan di dalamnya.
Habitat di danau cair
Ada juga dugaan bahwa kehidupan mungkin ada dalam cairan metana dan etana di permukaan Titan, yang berbentuk sungai dan danau, sama seperti organisme di Bumi yang hidup di air. Makhluk seperti itu akan menggunakan H2 sebagai pengganti O2 dan bereaksi dengan asetilena sebagai pengganti glukosa, dan menghasilkan metana daripada karbon dioksida.
Pelarut
Ada perdebatan mengenai efektivitas metana sebagai pelarut bagi kehidupan dibandingkan dengan air: air merupakan pelarut yang lebih kuat dibandingkan metana, sehingga lebih mudah mengangkut zat tersebut ke dalam sel, namun reaktivitas kimia metana yang lebih rendah memungkinkannya lebih mudah terbentuk dalam jumlah besar. struktur seperti protein dan sejenisnya.
Kemungkinan lain adalah organisme yang hidup dalam metana cair atau etana mungkin menggunakan senyawa berbeda sebagai pelarut. Misalnya fosfin (PH 3) dan senyawa sederhana fosfor dan hidrogen. Seperti air dan amonia, fosfin memiliki polaritas, tetapi fosfin berbentuk cair pada suhu lebih rendah daripada amonia atau air. Dalam etana cair, fosfin muncul dalam bentuk tetesan individu, yang berarti struktur mirip sel bisa ada tanpa membran sel.
Hasil penelitian
Panspermia
Penjelasan alternatif telah diusulkan untuk hipotetis keberadaan kehidupan di Titan: jika kehidupan memang ada di Titan, secara statistik kemungkinan besar kehidupan tersebut berasal dari Bumi atau planet lain dan muncul secara independen melalui proses yang dikenal sebagai panspermia. Ada dugaan bahwa asteroid dan komet mungkin telah membawa kehidupan di sana. Namun di sisi lain, makhluk hidup mana pun yang terperangkap di danau hidrokarbon kriogenik Titan perlu beradaptasi dengan kondisi kehidupan yang kompleks, dan hal ini sangat kecil kemungkinannya.
Lihat juga
Catatan
- Apakah Kraken tinggal di Laut Kraken? Bentuk kehidupan apa saja yang bisa kita temukan di Titan? (belum diartikan)