Mencari Asal Usul Kehidupan – Majalah Time.com

Scott Perl ’19 hampir satu mil di bawah permukaan bumi, berderak melalui terowongan Laboratorium Bawah Tanah Boulby di pantai Yorkshire Utara Inggris. Dia mengumpulkan garam — garam berusia 250 juta tahun, tepatnya.

Boulby digali ke dasar laut kuno, di mana lapisan sedimen asin menyimpan catatan kimia kehidupan masa lalu. Di akhir perjalanannya, Perl akan mengirimkan ratusan pon pasir asin kembali ke labnya di California, di mana dia akan memeriksanya untuk tanda-tanda kimiawi kehidupan mikroba purba dan untuk menentukan berapa lama bukti itu bertahan — sebuah faktor penting saat mencari tanda-tanda kehidupan di planet lain.

Sampel asinnya akan berbagi ruang penyimpanan dengan spesimen dari lingkungan ekstrem lainnya: ventilasi laut dalam. Mitra laboratorium Perl dan sesama USC Dornsife Ph.D. lulusan, Laurie Barge ’09, sedang meneliti cairan dan mineral yang dikumpulkan dari ventilasi dasar laut yang menggelembung 200 mil di lepas pantai selatan Oregon.

Duo ini memimpin bersama Lab Asal Usul dan Kelayakhunian di Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA di Pasadena, California. Mereka meneliti bagaimana kehidupan terbentuk di Bumi untuk lebih memahami bagaimana kehidupan dapat terbentuk di planet lain. Ini berarti kolaborator lab penting bekerja “di luar dunia”.

“Kami dapat menganalisis sampel di lab kami menggunakan teknik instrumen yang mirip dengan instrumen di penjelajah Mars,” kata Perl. Laboratorium mereka juga dapat meniru lingkungan planet lain, membantu para ilmuwan menentukan metode terbaik untuk mencari kehidupan di dunia lain.

Potong Dari Kain Yang Sama

Barge dan Perl adalah penggemar luar angkasa sejak usia dini. Mereka tumbuh dengan menonton Star Trek: Generasi Selanjutnya dan bermimpi menjelajahi alam semesta. Keduanya mendaftar sebagai sarjana dengan tujuan akhirnya bekerja di NASA.

Ketika Barge mulai mempelajari astronomi dan astrofisika di Universitas Villanova di Pennsylvania, dia mendapati dirinya semakin tertarik pada pertanyaan dari mana kehidupan di Bumi berasal, dan apakah mungkin ada kehidupan di tempat lain di alam semesta.

Dia mendaftar di USC Dornsife untuk mengejar gelar Ph.D. di ilmu geologi setelah menemukan penelitian tentang Ken Nealson, yang menggunakan geobiologi untuk mencari kehidupan di planet lain. Nealson, sekarang Profesor Emeritus Ilmu Bumi, menjadi penasihat doktoralnya.

“Departemen itu luar biasa; sangat memperhatikan siswa. Saya menikmati kebebasan untuk mengeksplorasi penelitian astrobiologi dan biosignatures untuk tesis saya, dan juga bekerja paruh waktu di JPL sebagai magang, yang keduanya mengarah pada penelitian pascadoktoral saya di JPL, ”kata Barge.

Perl lulus dari State University of New York di Stony Brook dengan gelar di bidang geologi dan ilmu material, kemudian menerima pekerjaan di JPL. Dia memilih USC Dornsife untuk ilmu geologinya dan geobiologi Ph.D. program karena fleksibilitasnya untuk siswa yang bekerja.

“Saya mencari departemen yang cukup kecil sehingga saya bisa bertemu dengan penasihat saya dan di mana saya tidak akan diperlakukan berbeda karena saya sudah purna waktu di JPL,” kata Perl. “USC dan JPL memiliki jaringan profesional yang kuat.”

Tongkang dan Perl bertemu saat bekerja di JPL di Pengorbit Pengintai Mars misi, pesawat ruang angkasa yang dirancang untuk mempelajari geologi dan iklim Mars, dan menjalin persahabatan. Mereka bekerja sebagai ilmuwan investigasi untuk instrumen di atas pesawat — Tongkang untuk Eksperimen Sains Pencitraan Resolusi Tinggi (HiRISE) dan Perl untuk Spektrometer Pencitraan Pengintaian Kompak untuk Mars (CRISM). Kamera HiRISE mengambil gambar dan membantu menemukan lokasi pendaratan untuk misi masa depan sementara CRSM memetakan residu mineral yang muncul di tempat air pernah ada.

Barge dan Perl pada awalnya tidak menyadari bahwa mereka berdua adalah alumni USC Dornsife atau bahwa mereka telah menghadiri sekolah musim panas astrobiologi yang sama di Spanyol, hanya berbeda satu tahun.

“Lucu, Anda bisa memiliki jalan hidup yang sama dengan seseorang tetapi tidak pernah bertemu,” kata Barge.

Keduanya akhirnya memutuskan untuk bergabung dan menggabungkan lab masing-masing menjadi satu.

“Kami menyadari ada banyak manfaat dari berbagi kepemimpinan dalam kelompok penelitian,” jelas Perl.

garam dan laut

Sekarang mereka menghabiskan hari-hari mereka mencoba untuk mengungkap salah satu teka-teki paling kompleks dalam astrobiologi – bagaimana kehidupan dimulai di planet kita dan bagaimana ia dapat berkembang di badan tata surya lainnya. Mereka menggunakan situs lapangan Bumi sebagai tempat uji dan eksperimen laboratorium analog untuk menciptakan kembali interaksi batuan-cairan yang bisa mengarah pada asal usul kehidupan.

Ini adalah pertanyaan mengejutkan yang belum terselesaikan. Bahkan menentukan di mana kehidupan pertama kali dimulai masih diperdebatkan dengan hangat, dengan beberapa peneliti berdebat untuk laut dangkal sementara yang lain lebih menyukai air panas yang keluar dari ventilasi laut dalam. Perl, Barge, siswa dan postdocs melakukan eksperimen yang meniru berbagai lingkungan awal Bumi dan planet untuk memahami kondisi mana yang paling kondusif untuk kimia yang mengarah pada asal usul kehidupan.

Mereka juga melihat sampel dari daerah yang pernah menampung kehidupan di Bumi, seperti sedimen di Boulby, untuk melihat jejak kehidupan yang tertinggal. Memahami tanda kimia kehidupan masa lalu di planet kita memungkinkan para ilmuwan untuk mencari tanda-tanda serupa di bebatuan yang mereka analisis, katakanlah, Mars – atau, mungkin, di gumpalan es bulan laut Jupiter dan Saturnus.

“Jika kehidupan dapat muncul di ventilasi laut dalam, maka mungkin itu bisa muncul di dunia lautan ini juga, dan misi masa depan mungkin dapat melihat tanda-tanda kimia organik itu,” jelas Barge.

Penjelajah NASA dapat mendarat di Mars di mana air pernah berdiri dan kemudian memindai tanda-tanda kehidupan, atau misi masa depan dapat menganalisis bahan bulu dari bulan-bulan es, dengan Barge dan Perl membandingkan data misi dengan apa yang mereka lihat di laboratorium dan di lapangan. .

Titik yang tepat di mana senyawa organik memperoleh kompleksitas yang cukup untuk membentuk “kehidupan” secara memadai juga masih kabur — celah penting dalam pengetahuan ilmiah kita yang ingin diisi oleh Barge.

“Kita perlu lebih memahami batas antara kehidupan dan non-kehidupan,” katanya. Barge mencatat bahwa planet seperti Mars atau bulan seperti Europa Jupiter atau Enceladus Saturnus dapat menunjukkan bukti senyawa organik, namun mungkin sulit untuk menentukan apakah senyawa ini memenuhi syarat sebagai organisme yang pernah hidup.

Hasil Lab

Selain memecahkan pertanyaan ilmiah yang mendesak, Perl dan Barge juga menentang stereotip ilmuwan sebagai satu-satunya jenius.

“Laurie dan saya berkolaborasi dalam segala hal,” kata Perl. “Kami masing-masing memiliki proyek sains favorit kami, tetapi kami menulis proposal bersama dan menjadi rekan mentor bagi semua siswa kami. Pekerjaan kami adalah kolektif.”

Mereka menampung kru bergilir mahasiswa sarjana dan pascasarjana yang membantu proyek penelitian atau memulai penyelidikan sains mereka sendiri. Barge dan Perl memuji USC Dornsife karena membantu menginspirasi budaya kolaboratif kelompok lab mereka, yang memprioritaskan rasa ingin tahu dan persahabatan jangka panjang.

“Bagaimana saya bekerja dengan penasihat saya di USC Dornsife adalah bagaimana saya bekerja dengan siswa saya di lab ini,” kata Perl. “Saya masih berbicara dengan pembimbing tesis saya dan mahasiswa kami kembali lagi dan lagi. Kami tidak hanya fokus pada eksperimen dan penelitian sains, tetapi juga membangun karier seumur hidup.”

Sumber: USC