Jak život přetváří planetu? A co hledat na cizích vzdálených světech?

Jak poznat na cizí planetě, že na ní kdysi existoval život, podobný tomu našemu? Jaké stopy po sobě zanechal pradávný život na Zemi? Paradoxně je najdeme právě tam, kde je člověk nečeká - v neživé přírodě.

Svědkem prehistorického života jsou skály, které se dnes nacházejí na různých místech v Evropě ale také samozřejmě i na jiných kontinentech. Tvoří je vápenec, který vznikl díky aktivitám pradávných organismů.

^{Ilustrace: Zdroj D. Tenzler}

Uhlík a jeho koloběh

Uhlík je dnes v povědomí hlavně jako součást oxidu uhličitého (CO₂), kterému dnes někteří dávají vinu za globální oteplování. Ale CO₂ je také plyn, který je na naší planetě nezbytný pro život. Rostliny ho potřebují k fotosyntéze - a navíc by bez něj na Zemi nebylo příjemné prostředí, které je vhodné pro život. Země by bez něj byla jen chladnou a zledovatělou pustinou.

CO₂ se na naší planetě nachází už od jejího vzniku. Na začátku historie Země – před více než 4 miliardami let – bylo v atmosféře oxidu uhličitého dokonce daleko víc než dnes. Slunce tehdy svítilo zhruba o 30 procent slaběji než dnes - a právě vysoká koncentrace CO₂ vytvořila silný skleníkový efekt, který zabránil poklesu teploty pod bod mrazu vody.

Dnes je ale oxidu uhličitého v atmosféře jen mizivé množství. Kam se poděl? Odpověď poskytuje ... život na Zemi.

Kámen, který býval plynem

Vápenec, který dnes tvoří skály a útesy prakticky na všech kontinentech, vznikl z uhlíku, který byl kdysi součástí atmosférického CO₂. Tento přeměněný uhlík se usazoval na dně moří díky mikroskopickým mořským organismům, které stavěly své schránky z vápníku a uhlíku. Když uhynuly, jejich schránky klesly na dno a postupně se zhutňovaly, takže se z nich stal pevný kámen. Celý proces se dá popsat následujícím způsobem.

Vápník a uhlík se do vody pradávných moří a oceánů dostával z pevniny. Mikroorganismy kolonizující povrch hornin zrychlovaly jejich chemické zvětrávání a tím se vlastně také podílely na dalším ukládání uhlíku, umožnily totiž, aby se minerály a uhlík uvolnily do vody.

Různé rostliny pak procesy zvětrávání ještě zesílily – jejich kořeny produkují kyseliny a rozrušují horniny mnohem efektivněji než déšť.

Poté, co se uhlík a vápník ocitly ve vodě, mohly být použity různými pradávnými mořskými živočichy, které zabudovávaly uhlík do svých skořápek a exoskeletů. Po jejich smrti se tyto zbytky ukládaly na mořské dno.

Tento proces, který se nazývá geologický uhlíkový cyklus, mimochodem funguje také jako termostat: když je na Zemi tepleji, zvětrávání se zrychluje a více CO₂ se odstraňuje z atmosféry. Když se ochladí, proces se zpomalí. Na vině je tentokrát fyzika a chemie - přesněji rychlost průběhu chemických reakcí. Ty se totiž urychlují se zvyšující se teplotou.

Uhlík a fotosyntéza

Přelomem ve spotřebě uhlíku z atmosféry byla fotosyntéza. Před zhruba 2,5 miliardami roků začaly některé bakterie využívat sluneční energii k tomu, aby z CO₂ a vody vytvářely cukr – a jako odpad vypouštěly do svého okolí kyslík.

Zpočátku se kyslík rozpouštěl ve vodě a reagoval s kovy (železem) a horninami, později se ovšem začal hromadit v atmosféře. Tato změna měla za následek likvidaci metanu, silného skleníkového plynu. Díky tomu klima na naší planetě ochladlo. Kyslík ale naopak umožnil vznik daleko komplexnějšího, aktivnějšího a pestřejšího života na Zemi.

A tak to vlastně byly nepatrné mikroorganismy - a ne třeba sopky nebo meteority, co způsobilo obrovské změny klimatu na naší planetě.

Někdy se systém vychýlí (například při masovém vymírání nebo po dopadu asteroidu), ale v průběhu dalších milionů roků se znovu stabilizuje, jak dnes víme díky průzkumu minulosti Země.

Bez života by dnes na naší planetě bylo pravděpodobně buď horko jako na Venuši, nebo zima jako na Marsu. To je důležité pro průzkum cizích planet. Pokud jejich parametry budou odpovídat spíše Venuši a Marsu, život našeho typu na nich nejspíš nenajdeme. Když ovšem najdeme planetu, jejíž atmosféra je zbavená CO₂ podobně jako naše, může to být náznak přítomnosti života. I když by takový život byl zatím jen v primitivním stádiu a na planetě by se nevyskytovalo větší množství vegetace.

Život našeho typu totiž není na planetě jen slepým pasažérem. Je také tvůrcem, který mění složení atmosféry a koneckonců také hornin, které pokrývají kontinenty.