NASA καλεί Ελλάδα
Η έρευνα του καθηγητή Χρήστου Γεωργίου δίνει κατευθύνσεις για τη διασφάλιση των αστροναυτών που θα σταλούν στον Αρη, σε συνδυασμό με ένα όργανο για την επιτόπου μέτρησή τους που σχεδιάζει σε συνεργασία με διεθνούς φήμης συνεργάτες του στη ΝΑSΑ
Υπάρχει εξωγήινη ζωή; Η
απάντηση στο διαχρονικό αυτό ερώτημα, που απασχολεί συστηματικά τους
επιστήμονες, παίρνει νέα τροπή από τις έρευνες που πραγματοποιεί το
εργαστήριο του καθηγητή Βιοχημείας Χρήστου Γεωργίου στο Τμήμα Βιολογίας
του Πανεπιστημίου Πατρών.
Αλλά έως ότου οι επιστήμονες καταλήξουν σε απαντήσεις στο συγκεκριμένο θέμα, άλλοι κλάδοι όπως αυτός της Ιατρικής και της Βιοχημείας θα έχουν στη διάθεσή τους πολύτιμα δεδομένα που θα αλλάξουν την καθημερινότητά μας και πιθανόν σώσουν ζωές.
Η έρευνα, διεθνούς επιστημονικής εμβέλειας, δημοσιεύτηκε στο γνωστό επιστημονικό περιοδικό Nature Communications, με τον αδιάφορο για τους πολλούς τίτλο «Φωτοχημική παραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου σε εδάφη ερήμων».
Συνοπτικά, τα ευρήματα αυτής της μελέτης δείχνουν ότι η ηλιακή (κυρίως η υπεριώδης) αλλά και η κοσμική ακτινοβολία έχουν ιδιαίτερα τοξική δράση στα εδάφη των ερήμων, μετατρέποντάς τα σε καταστροφείς της οργανικής ύλης και κατ’ επέκταση κάθε μορφής ζωής.
Η εργασία αυτή ανοίγει δρόμους τόσο στο πεδίο των ερευνών για τις γεωχημικές διεργασίες που συμβαίνουν στις ερήμους της Γης και στους υπόλοιπους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος (π.χ. Αρης), θέτοντας έτσι και συγκεκριμένες προϋποθέσεις για την ανίχνευση εξωγήινης ζωής, όσο και για τις πιθανές επιπτώσεις της ηλιακής ακτινοβολίας στη ζωή μας.
Αυτές αρχικά προσρροφώνται στους κόκκους της επιφανειακής άμμου των ερήμων και καταστρέφουν κάθε οργανική ύλη που έρχεται σε επαφή μαζί τους.
Μακροπρόθεσμα, διεισδύουν βαθιά στο έδαφος και λόγω της ξηρότητας των ερήμων αποθηκεύονται ως σταθερές ορυκτές χημικές ενώσεις (οξείδια μετάλλων).
Με την αύξηση όμως της ατμοσφαιρικής υγρασίας αυτές ξαναμετατρέπονται σε τοξικές ενώσεις οξυγόνου που μπορούν τώρα να καταστρέψουν κάθε μικροβιακή ζωή και οργανική ύλη που βρίσκεται και κάτω από την επιφάνεια του χώματος.
Η έρευνα έγινε σε μερικές από τις κλιματικά πιο ακραίες ερήμους της Γης, στην έρημο Ατακάµα στη Χιλή και στην έρημο Μοχάβε στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ, διότι η ακραία ξηρότητα και η γεωλογική σύστασή τους ομοιάζουν με αυτές που επικρατούν στο επιφανειακό χώμα του Αρη.
Δηλαδή, αυτές οι έρημοι χρησιμοποιούνται ως πειραματικά εργαλεία αστροβιολογικών μελετών επειδή δεν έχει καταστεί ακόμα δυνατή η μεταφορά χώματος από τον Αρη για να μπορούμε να το μελετούμε άμεσα.
Οι υπάρχουσες μέθοδοι για τον εντοπισμό και τη μέτρηση αυτών των φευγαλέων ενώσεων (ως εξαιρετικά δραστικές έχουν διάρκεια ζωής λιγότερο από ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου) ήταν εξειδικευμένες και προσαρμοσμένες για τους οργανισμούς.
Tο εργαστήριο του κ. Γεωργίου έχει πρωτοστατήσει διεθνώς στην ανάπτυξή τους γιατί η μελέτη των τοξικών ενώσεων οξυγόνου αποτελεί πρωτοποριακή κατεύθυνση της μοντέρνας βιοχημείας ένεκα του ότι είναι υπεύθυνες για σχεδόν όλες τις ασθένειες του ανθρώπου (με προεξάρχοντα τον καρκίνο) αλλά και για το γήρας.
Χρειάστηκε, επομένως, το εργαστήριο του κ. Γεωργίου να αναπτύξει νέες μεθόδους για τον εντοπισμό των ίδιων αυτών τοξικών ενώσεων οξυγόνου και στα χώματα των ερήμων.
Το συνεπακόλουθο αυτής της έρευνας είναι ότι ανοίγει νέα πεδία αναζήτησης σε άλλες περιοχές της επιστήμης, ιδιαίτερα της αστροβιολογίας, συνεισφέροντας, ενδεικτικά, στα ακόλουθα:
Παρόμοιες τοξικές ενώσεις οξυγόνου αναμένεται να δημιουργούνται στο επιφανειακό χώμα του Αρη.
Η έρευνα αυτή δίνει κατευθύνσεις για τη διασφάλιση των αστροναυτών που θα σταλούν στον Αρη, σε συνδυασμό με ένα όργανο για την επιτόπου μέτρησή τους που σχεδιάζει ο κ. Γεωργίου με τους διεθνούς φήμης συνεργάτες του στη ΝΑSΑ (Ames Research Center) Chris McKay και Richard Quinn.
Εξωγήινη ζωή (παρούσα ή ίχνη εξαφανισμένης) μπορεί να ανακαλυφθεί σε εδάφη πλανητών βάθους περισσότερο από 1,5 μέτρο, διότι δεν τα φτάνει η κοσμική ακτινοβολία κι έτσι υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να έχουν παραμείνει άθικτα τα οργανικά αποτυπώματα της ζωής.
Η δειγματοληψία χώματος μέχρι 5 εκατοστά βάθος που κάνει τώρα το διαστημικό όχημα της ΝΑSΑ Curiosity στον Αρη εμποδίζει την ανακάλυψη ιχνών ζωής εκεί.
Μικρόβια ερήμων που αντέχουν ακόμα και την πυρηνική ακτινοβολία το πετυχαίνουν διότι η άμυνά τους έχει ενισχυθεί από την επιβίωσή τους σε τέτοια τοξικά εδάφη.
Η κοσμική ακτινοβολία είναι η κύρια αιτία της δημιουργίας στις ερήμους βιογεωχημικών κύκλων απελευθέρωσης βιογενών οξειδίων του αζώτου και διοξειδίου του άνθρακα από το χώμα στην ατμόσφαιρα της Γης.
Εκτός από την προώθηση της επιστήμης, η έρευνα αυτή αποκτά ιδιαίτερη σημασία και για έναν άλλο λόγο. Ανεβάζει το επίπεδο του Πανεπιστήμιου Πατρών και των ελληνικών πανεπιστημίων διεθνώς αφού ο αριθμός δημοσιεύσεων στο προαναφερθέν κορυφαίο περιοδικό - όπως και στο αντίστοιχης κατηγορίας περιοδικό Science (Επιστήμη) - αποτελεί το σημαντικότερο κριτήριο για την αξιολογική ταξινόμηση των πανεπιστημίων διεθνώς, εφόσον οι έρευνες αυτές γίνονται υπό τη διεύθυνση των επιστημόνων τους όπως έγινε και με την ελληνική δημοσίευση.
Επιπλέον, η έρευνα αυτή και άλλες ανάλογου επιστημονικού επιπέδου που πραγματοποιούνται αθόρυβα και υπό δυσμενείς οικονομικές συνθήκες στα ελληνικά πανεπιστήμια αποδεικνύουν ότι παρά τα πάμπολλα προβλήματά τους δεν υπολείπονται σε ερευνητική ποιότητα άλλων φημισμένων πανεπιστημίων του εξωτερικού που πλεονεκτούν ποσοτικά σε οικονομικούς πόρους και επιστημονική στελέχωση.
Ενας πιθανός λόγος που θα εξηγούσε την απουσία οργανικής ύλης (και ζωής) στον Αρη θα μπορούσε να είναι η ύπαρξη στο επιφανειακό χώμα του των τοξικών ενώσεων οξυγόνου που ανακάλυψε η έρευνα στις ερήμους.
Πράγματι, μια σε εξέλιξη έρευνα του κ. Γεωργίου με τον Richard Quinn αποκαλύπτει ότι οι ίδιες αυτές τοξικές ενώσεις αναμένεται να παράγονται στον Αρη κατά τo καθημερινό σφυροκόπημα από την κοσμική ακτινοβολία μιας χημικής ένωσης (υπερχλωρικό οξύ) που ανακαλύφθηκε στην επιφάνειά του με την αποστολή «Φοίνιξ» το 2009.
Ολα αυτά δείχνουν ότι στο αρειανό χώμα συμβαίνει κάποιο είδος οξειδωτικής χημείας, στην οποία ο κ. Γεωργίου είναι εξπέρ. Αυτός ήταν και ο λόγος της πρόσκλησής του για συνεργασία από τον Chris McKay της ΝΑSΑ και τον έτερο συνεργάτη του Henry Sun (Desert Research Institute, Las Vegas) το 2006.
Στη μελέτη συνεισέφεραν καθοριστικά ο καθηγητής Γιώργος Χρηστίδης (Σχολή Μηχανικών και Ορυκτών Πόρων, Πολυτεχνείο Κρήτης) με τη συνεργάτιδά του Ελένη Κουτσοπούλου, ο Gaosen Zhang (Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, China), και η επίκουρη καθηγήτρια Ειρήνη Μαργιωλάκη (Τμήμα Βιολογίας, Πανεπιστήμιο Πατρών).
Η πρωτότυπη επιστημονική εργασία πραγματοποιήθηκε από τον Χρήστο Γεωργίου, καθηγητή Βιοχημείας στο Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, και την ερευνητική ομάδα του, αποτελούμενη από τους μεταπτυχιακούς φοιτητές Ιωάννη Παπαποστόλου, Κωνσταντίνο Γκρίντζαλη, Δημήτριο Ζησιμόπουλο και Κωνσταντίνο Παναγιωτίδη, σε συνεργασία με επιστήμονες από φημισμένα διεθνή ερευνητικά ιδρύματα όπως η ΝΑSΑ αλλά και από ελληνικά όπως το Πολυτεχνείο Κρήτης !
Αλλά έως ότου οι επιστήμονες καταλήξουν σε απαντήσεις στο συγκεκριμένο θέμα, άλλοι κλάδοι όπως αυτός της Ιατρικής και της Βιοχημείας θα έχουν στη διάθεσή τους πολύτιμα δεδομένα που θα αλλάξουν την καθημερινότητά μας και πιθανόν σώσουν ζωές.
Η έρευνα, διεθνούς επιστημονικής εμβέλειας, δημοσιεύτηκε στο γνωστό επιστημονικό περιοδικό Nature Communications, με τον αδιάφορο για τους πολλούς τίτλο «Φωτοχημική παραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου σε εδάφη ερήμων».
Συνοπτικά, τα ευρήματα αυτής της μελέτης δείχνουν ότι η ηλιακή (κυρίως η υπεριώδης) αλλά και η κοσμική ακτινοβολία έχουν ιδιαίτερα τοξική δράση στα εδάφη των ερήμων, μετατρέποντάς τα σε καταστροφείς της οργανικής ύλης και κατ’ επέκταση κάθε μορφής ζωής.
Η εργασία αυτή ανοίγει δρόμους τόσο στο πεδίο των ερευνών για τις γεωχημικές διεργασίες που συμβαίνουν στις ερήμους της Γης και στους υπόλοιπους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος (π.χ. Αρης), θέτοντας έτσι και συγκεκριμένες προϋποθέσεις για την ανίχνευση εξωγήινης ζωής, όσο και για τις πιθανές επιπτώσεις της ηλιακής ακτινοβολίας στη ζωή μας.
Η ανακάλυψη
Αναλυτικότερα, η ερευνητική ομάδα του κ. Γεωργίου ανακάλυψε ότι τα ορυκτά συστατικά του χώματος της Γης (όπως π.χ. το διοξείδιο του τιτανίου που περιέχουν και τα περισσότερα αντηλιακά) φωτοδιεγείρονται από την κοσμική ακτινοβολία (κυρίως την υπεριώδη που εκπέμπει ο Ηλιος) και μετατρέπουν το οξυγόνο της ατμόσφαιρας σε ορισμένες τοξικές ενώσεις οξυγόνου (ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, υπεροξείδιο του υδρογόνου, που είναι η επιστημονική ονομασία του γνωστού μας οξυζενέ κ.ά.).
Αυτές αρχικά προσρροφώνται στους κόκκους της επιφανειακής άμμου των ερήμων και καταστρέφουν κάθε οργανική ύλη που έρχεται σε επαφή μαζί τους.
Μακροπρόθεσμα, διεισδύουν βαθιά στο έδαφος και λόγω της ξηρότητας των ερήμων αποθηκεύονται ως σταθερές ορυκτές χημικές ενώσεις (οξείδια μετάλλων).
Με την αύξηση όμως της ατμοσφαιρικής υγρασίας αυτές ξαναμετατρέπονται σε τοξικές ενώσεις οξυγόνου που μπορούν τώρα να καταστρέψουν κάθε μικροβιακή ζωή και οργανική ύλη που βρίσκεται και κάτω από την επιφάνεια του χώματος.
Η έρευνα έγινε σε μερικές από τις κλιματικά πιο ακραίες ερήμους της Γης, στην έρημο Ατακάµα στη Χιλή και στην έρημο Μοχάβε στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ, διότι η ακραία ξηρότητα και η γεωλογική σύστασή τους ομοιάζουν με αυτές που επικρατούν στο επιφανειακό χώμα του Αρη.
Δηλαδή, αυτές οι έρημοι χρησιμοποιούνται ως πειραματικά εργαλεία αστροβιολογικών μελετών επειδή δεν έχει καταστεί ακόμα δυνατή η μεταφορά χώματος από τον Αρη για να μπορούμε να το μελετούμε άμεσα.
Ανοίγονται νέοι δρόμοι
Ο κ. Γεωργίου υπογραμμίζει την καινοτόμο ιδιαιτερότητα αυτής της ανακάλυψης στο ότι μέχρι σήμερα γνωρίζαμε ότι τέτοιες τοξικές ενώσεις οξυγόνου παράγονται στον άνθρωπο και τους υπόλοιπους οργανισμούς που αναπνέουν οξυγόνο.Οι υπάρχουσες μέθοδοι για τον εντοπισμό και τη μέτρηση αυτών των φευγαλέων ενώσεων (ως εξαιρετικά δραστικές έχουν διάρκεια ζωής λιγότερο από ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου) ήταν εξειδικευμένες και προσαρμοσμένες για τους οργανισμούς.
Tο εργαστήριο του κ. Γεωργίου έχει πρωτοστατήσει διεθνώς στην ανάπτυξή τους γιατί η μελέτη των τοξικών ενώσεων οξυγόνου αποτελεί πρωτοποριακή κατεύθυνση της μοντέρνας βιοχημείας ένεκα του ότι είναι υπεύθυνες για σχεδόν όλες τις ασθένειες του ανθρώπου (με προεξάρχοντα τον καρκίνο) αλλά και για το γήρας.
Χρειάστηκε, επομένως, το εργαστήριο του κ. Γεωργίου να αναπτύξει νέες μεθόδους για τον εντοπισμό των ίδιων αυτών τοξικών ενώσεων οξυγόνου και στα χώματα των ερήμων.
Το συνεπακόλουθο αυτής της έρευνας είναι ότι ανοίγει νέα πεδία αναζήτησης σε άλλες περιοχές της επιστήμης, ιδιαίτερα της αστροβιολογίας, συνεισφέροντας, ενδεικτικά, στα ακόλουθα:
Παρόμοιες τοξικές ενώσεις οξυγόνου αναμένεται να δημιουργούνται στο επιφανειακό χώμα του Αρη.
Η έρευνα αυτή δίνει κατευθύνσεις για τη διασφάλιση των αστροναυτών που θα σταλούν στον Αρη, σε συνδυασμό με ένα όργανο για την επιτόπου μέτρησή τους που σχεδιάζει ο κ. Γεωργίου με τους διεθνούς φήμης συνεργάτες του στη ΝΑSΑ (Ames Research Center) Chris McKay και Richard Quinn.
Εξωγήινη ζωή (παρούσα ή ίχνη εξαφανισμένης) μπορεί να ανακαλυφθεί σε εδάφη πλανητών βάθους περισσότερο από 1,5 μέτρο, διότι δεν τα φτάνει η κοσμική ακτινοβολία κι έτσι υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να έχουν παραμείνει άθικτα τα οργανικά αποτυπώματα της ζωής.
Η δειγματοληψία χώματος μέχρι 5 εκατοστά βάθος που κάνει τώρα το διαστημικό όχημα της ΝΑSΑ Curiosity στον Αρη εμποδίζει την ανακάλυψη ιχνών ζωής εκεί.
Μικρόβια ερήμων που αντέχουν ακόμα και την πυρηνική ακτινοβολία το πετυχαίνουν διότι η άμυνά τους έχει ενισχυθεί από την επιβίωσή τους σε τέτοια τοξικά εδάφη.
Η κοσμική ακτινοβολία είναι η κύρια αιτία της δημιουργίας στις ερήμους βιογεωχημικών κύκλων απελευθέρωσης βιογενών οξειδίων του αζώτου και διοξειδίου του άνθρακα από το χώμα στην ατμόσφαιρα της Γης.
Παρά την κρίση, τα ελληνικά πανεπιστήμια πλεονεκτούν
Η επιλογή της συγκεκριμένης έρευνας και η δημοσίευσή της από φημισμένα περιοδικά όπως το Nature (Φύση) και το Science (Επιστήμη) καταδεικνύουν και τη σπουδαιότητά της.Εκτός από την προώθηση της επιστήμης, η έρευνα αυτή αποκτά ιδιαίτερη σημασία και για έναν άλλο λόγο. Ανεβάζει το επίπεδο του Πανεπιστήμιου Πατρών και των ελληνικών πανεπιστημίων διεθνώς αφού ο αριθμός δημοσιεύσεων στο προαναφερθέν κορυφαίο περιοδικό - όπως και στο αντίστοιχης κατηγορίας περιοδικό Science (Επιστήμη) - αποτελεί το σημαντικότερο κριτήριο για την αξιολογική ταξινόμηση των πανεπιστημίων διεθνώς, εφόσον οι έρευνες αυτές γίνονται υπό τη διεύθυνση των επιστημόνων τους όπως έγινε και με την ελληνική δημοσίευση.
Επιπλέον, η έρευνα αυτή και άλλες ανάλογου επιστημονικού επιπέδου που πραγματοποιούνται αθόρυβα και υπό δυσμενείς οικονομικές συνθήκες στα ελληνικά πανεπιστήμια αποδεικνύουν ότι παρά τα πάμπολλα προβλήματά τους δεν υπολείπονται σε ερευνητική ποιότητα άλλων φημισμένων πανεπιστημίων του εξωτερικού που πλεονεκτούν ποσοτικά σε οικονομικούς πόρους και επιστημονική στελέχωση.
O Αρης έχει κρυμμένα μυστικά
Η έρευνα του κ. Γεωργίου εντάσσεται στην απάντηση του αιώνιου ερωτήματος αν υπάρχει ζωή στο Διάστημα. Η πρώτη προσπάθεια έγινε από τη ΝΑSΑ το 1976 με τα διαστημικά οχήματα Viking 1,2 στον Αρη, αλλά απέτυχε.
Ενας πιθανός λόγος που θα εξηγούσε την απουσία οργανικής ύλης (και ζωής) στον Αρη θα μπορούσε να είναι η ύπαρξη στο επιφανειακό χώμα του των τοξικών ενώσεων οξυγόνου που ανακάλυψε η έρευνα στις ερήμους.
Πράγματι, μια σε εξέλιξη έρευνα του κ. Γεωργίου με τον Richard Quinn αποκαλύπτει ότι οι ίδιες αυτές τοξικές ενώσεις αναμένεται να παράγονται στον Αρη κατά τo καθημερινό σφυροκόπημα από την κοσμική ακτινοβολία μιας χημικής ένωσης (υπερχλωρικό οξύ) που ανακαλύφθηκε στην επιφάνειά του με την αποστολή «Φοίνιξ» το 2009.
Ολα αυτά δείχνουν ότι στο αρειανό χώμα συμβαίνει κάποιο είδος οξειδωτικής χημείας, στην οποία ο κ. Γεωργίου είναι εξπέρ. Αυτός ήταν και ο λόγος της πρόσκλησής του για συνεργασία από τον Chris McKay της ΝΑSΑ και τον έτερο συνεργάτη του Henry Sun (Desert Research Institute, Las Vegas) το 2006.
Στη μελέτη συνεισέφεραν καθοριστικά ο καθηγητής Γιώργος Χρηστίδης (Σχολή Μηχανικών και Ορυκτών Πόρων, Πολυτεχνείο Κρήτης) με τη συνεργάτιδά του Ελένη Κουτσοπούλου, ο Gaosen Zhang (Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, China), και η επίκουρη καθηγήτρια Ειρήνη Μαργιωλάκη (Τμήμα Βιολογίας, Πανεπιστήμιο Πατρών).
Η πρωτότυπη επιστημονική εργασία πραγματοποιήθηκε από τον Χρήστο Γεωργίου, καθηγητή Βιοχημείας στο Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, και την ερευνητική ομάδα του, αποτελούμενη από τους μεταπτυχιακούς φοιτητές Ιωάννη Παπαποστόλου, Κωνσταντίνο Γκρίντζαλη, Δημήτριο Ζησιμόπουλο και Κωνσταντίνο Παναγιωτίδη, σε συνεργασία με επιστήμονες από φημισμένα διεθνή ερευνητικά ιδρύματα όπως η ΝΑSΑ αλλά και από ελληνικά όπως το Πολυτεχνείο Κρήτης !
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου