Well, you know, sometimes the most important things come in the smallest packages. I am going to try to convince you, in the 15 minutes I have, that microbes have a lot to say about questions such as, "Are we alone?" and they can tell us more about not only life in our solar system but also maybe beyond, and this is why I am tracking them down in the most impossible places on Earth, in extreme environments where conditions are really pushing them to the brink of survival. Actually, sometimes me too, when I'm trying to follow them too close. But here's the thing: We are the only advanced civilization in the solar system, but that doesn't mean that there is no microbial life nearby. In fact, the planets and moons you see here could host life -- all of them -- and we know that, and it's a strong possibility. And if we were going to find life on those moons and planets, then we would answer questions such as, are we alone in the solar system? Where are we coming from? Do we have family in the neighborhood? Is there life beyond our solar system?
Вы знаете, иногда самые важные вещи имеют совсем небольшие размеры. За отведённые мне 15 минут я собираюсь убедить вас, что микробы могут очень много сказать в ответ на вопросы вроде «Мы одни?» Микробы могут рассказать много не только о жизни в Солнечной системе, но, возможно, гораздо дальше, и поэтому я ищу их в самых невероятных местах на Земле, в экстремальных условиях, где среда обитания на самом деле подводит их к грани выживания. Вообще-то меня иногда тоже, когда я подхожу слишком близко. Дело вот в чём: мы — единственная продвинутая цивилизация в Солнечной системе, но это не означает, что по соседству не живут микробы. На самом деле планеты и их спутники, которые вы видите здесь, могут быть обитаемы — все они — мы знаем это, и вероятность достаточно велика. И если бы мы нашли жизнь на этих планетах и спутниках, мы смогли бы ответить на вопросы: «Мы одни в Солнечной системе?», «Откуда мы пришли?», «У нас есть родственники по соседству?», «Есть ли жизнь за пределами Солнечной системы?»
And we can ask all those questions because there has been a revolution in our understanding of what a habitable planet is, and today, a habitable planet is a planet that has a zone where water can stay stable, but to me this is a horizontal definition of habitability, because it involves a distance to a star, but there is another dimension to habitability, and this is a vertical dimension. Think of it as conditions in the subsurface of a planet where you are very far away from a sun, but you still have water, energy, nutrients, which for some of them means food, and a protection. And when you look at the Earth, very far away from any sunlight, deep in the ocean, you have life thriving and it uses only chemistry for life processes.
Мы можем задать все эти вопросы благодаря революции в нашем понимании того, что же такое обитаемая планета. Сегодня обитаемая планета — это планета, на которой вода может находиться в стабильном состоянии, но, как по мне, это горизонтальное определение обитаемости, потому что оно учитывает расстояние до звезды, но у обитаемости есть и другое измерение — вертикальное. Подумайте об этом как об условиях под поверхностью планеты, где вы очень далеко от Солнца, но у вас всё ещё есть вода, энергия, питательные вещества, которые для некоторых означают еду и защиту. Когда мы смотрим на Землю, очень далеко от солнечного света, в глубины океана, мы видим цветущую жизнь, она пользуется своей собственной химией для обеспечения жизнедеятельности.
So when you think of it at that point, all walls collapse. You have no limitations, basically. And if you have been looking at the headlines lately, then you will see that we have discovered a subsurface ocean on Europa, on Ganymede, on Enceladus, on Titan, and now we are finding a geyser and hot springs on Enceladus, Our solar system is turning into a giant spa. For anybody who has gone to a spa knows how much microbes like that, right? (Laughter)
Когда вы посмотрите с этой точки зрения, все стены рухнут. Грубо говоря, у вас нет никаких ограничений. И если вы посмотрите заголовки недавних новостей, вы увидите, что мы нашли подземные океаны на Европе, на Ганимеде, на Энцеладе, на Титане; мы также нашли гейзер и горячие источники на Энцеладе — наша Солнечная система превращается в гигантское спа. Каждый, кто был в спа, знает, как сильно микробы любят это место, правда? (Смех)
So at that point, think also about Mars. There is no life possible at the surface of Mars today, but it might still be hiding underground.
Подумайте и о Марсе в этом ключе. Жизнь на поверхности Марса сейчас невозможна, но она может прятаться внутри.
So, we have been making progress in our understanding of habitability, but we also have been making progress in our understanding of what the signatures of life are on Earth. And you can have what we call organic molecules, and these are the bricks of life, and you can have fossils, and you can minerals, biominerals, which is due to the reaction between bacteria and rocks, and of course you can have gases in the atmosphere. And when you look at those tiny green algae on the right of the slide here, they are the direct descendants of those who have been pumping oxygen a billion years ago in the atmosphere of the Earth. When they did that, they poisoned 90 percent of the life at the surface of the Earth, but they are the reason why you are breathing this air today.
Мы далеко продвинулись в изучении пригодности для жизни, но мы также продвинулись в понимании того, каковы признаки жизни на Земле. У нас есть то, что мы называем органическими молекулами, и это кирпичики жизни, у нас есть окаменелости и ископаемые останки, минералы, биоминералы, которые образуются из-за химических реакций между бактериями и камнем, и, конечно, у нас есть газы в атмосфере. Посмотрите на эти маленькие зелёные водоросли на слайде справа — это прямые потомки тех водорослей, которые выбрасывали кислород в атмосферу Земли миллиард лет назад. Когда они делали это, они отравили 90% жизни на поверхности Земли, но именно благодаря им мы сегодня дышим этим воздухом.
But as much as our understanding grows of all of these things, there is one question we still cannot answer, and this is, where are we coming from? And you know, it's getting worse, because we won't be able to find the physical evidence of where we are coming from on this planet, and the reason being is that anything that is older than four billion years is gone. All record is gone, erased by plate tectonics and erosion. This is what I call the Earth's biological horizon. Beyond this horizon we don't know where we are coming from.
Несмотря на то, что наше понимание всех этих вещей растёт, у нас есть вопрос, на который мы пока не можем ответить: откуда мы пришли? Хуже того, мы не сможем найти физических подтверждений того, откуда мы появились на этой планете, потому что всё, что старше 4 миллиардов лет, — исчезло. Все свидетельства исчезли, стёрты с лица Земли движением тектонических плит и эрозиями. Я называю это «биологическим горизонтом Земли». За этим горизонтом мы не можем знать, откуда мы пришли.
So is everything lost? Well, maybe not. And we might be able to find evidence of our own origin in the most unlikely place, and this place in Mars.
Так что, неужели утеряно всё? Может быть и нет. Возможно, нам удастся найти факты о нашем происхождении в самом неожиданном месте, и место это — Марс.
How is this possible? Well clearly at the beginning of the solar system, Mars and the Earth were bombarded by giant asteroids and comets, and there were ejecta from these impacts all over the place. Earth and Mars kept throwing rocks at each other for a very long time. Pieces of rocks landed on the Earth. Pieces of the Earth landed on Mars. So clearly, those two planets may have been seeded by the same material. So yeah, maybe Granddady is sitting there on the surface and waiting for us. But that also means that we can go to Mars and try to find traces of our own origin. Mars may hold that secret for us. This is why Mars is so special to us.
Как такое возможно? Известно, что при зарождении Солнечной системы Марс и Земля подверглись бомбардировкам гигантских астероидов и комет, из-за этих столкновений выбрасывались огромные куски породы. Долгое время Земля и Марс бросали друг в друга эти камни. Обломки камней с Марса оставались на Земле. Камни с Земли долетали до Марса. Очевидно, жизнь на этих планетах могла произойти из одного источника. Так что, может быть, дедушка сидит там и ждёт нас. Это также значит, что мы можем попробовать найти на Марсе историю нашего появления. Возможно, Марс хранит эту тайну. Именно поэтому Марс — особенная планета для нас.
But for that to happen, Mars needed to be habitable at the time when conditions were right. So was Mars habitable? We have a number of missions telling us exactly the same thing today. At the time when life appeared on the Earth, Mars did have an ocean, it had volcanoes, it had lakes, and it had deltas like the beautiful picture you see here. This picture was sent by the Curiosity rover only a few weeks ago. It shows the remnants of a delta, and this picture tells us something: water was abundant and stayed founting at the surface for a very long time. This is good news for life. Life chemistry takes a long time to actually happen.
Но чтобы случилось такое, Марс должен был быть пригоден для жизни, когда все условия были правильными. Был ли Марс пригоден для жизни? Мы отправляли несколько экспедиций на Марс, и все они говорят об одном. Когда на Земле зародилась жизнь, на Марсе был океан, вулканы, озёра, дельты, как вы видите на этой замечательной фотографии. Это изображение получено с марсохода «Кьюриосити» несколько недель назад. На нём обломки дельты, и это изображение говорит нам: вода была широко распространена и оставалась жидкой на поверхности очень долгое время. Это хорошие новости для жизни. Химическое зарождение жизни — долгий процесс.
So this is extremely good news, but does that mean that if we go there, life will be easy to find on Mars? Not necessarily.
Так что это отличные новости, но значит ли это, что если мы прилетим на Марс, мы сразу найдём там жизнь? Не обязательно.
Here's what happened: At the time when life exploded at the surface of the Earth, then everything went south for Mars, literally. The atmosphere was stripped away by solar winds, Mars lost its magnetosphere, and then cosmic rays and U.V. bombarded the surface and water escaped to space and went underground. So if we want to be able to understand, if we want to be able to find those traces of the signatures of life at the surface of Mars, if they are there, we need to understand what was the impact of each of these events on the preservation of its record. Only then will we be able to know where those signatures are hiding, and only then will we be able to send our rover to the right places where we can sample those rocks that may be telling us something really important about who we are, or, if not, maybe telling us that somewhere, independently, life has appeared on another planet.
Вот что произошло: когда на Земле зародилась жизнь, на Марсе стало жарковато — в буквальном смысле. Атмосферу пронизывали солнечные ветра, Марс потерял свою магнитосферу, после чего космическое и ультрафиолетовое излучение буквально бомбардировало поверхность, и вода испарилась или ушла под землю. Так что если мы хотим понять, если хотим иметь возможность найти следы присутствия жизни на поверхности Марса, если они там есть, нам нужно понять, как каждое из этих событий повлияло на сохранение этой информации. Только тогда мы поймём, что скрывается за этими следами, и только тогда сможем отправить наши марсоходы в нужные места, чтобы взять образцы породы, которые смогут рассказать что-то действительно важное о том, кто мы, или, может, рассказать о том, что где-то на другой планете зародилась самостоятельная жизнь.
So to do that, it's easy. You only need to go back 3.5 billion years ago in the past of a planet. We just need a time machine.
Это очень просто сделать. Нужно всего лишь вернуться на 3,5 миллиарда лет назад в прошлое нашей планеты. Нам просто нужна машина времени.
Easy, right? Well, actually, it is. Look around you -- that's planet Earth. This is our time machine. Geologists are using it to go back in the past of our own planet. I am using it a little bit differently. I use planet Earth to go in very extreme environments where conditions were similar to those of Mars at the time when the climate changed, and there I'm trying to understand what happened. What are the signatures of life? What is left? How are we going to find it? So for one moment now I'm going to take you with me on a trip into that time machine.
Несложно, правда? На самом деле — да, несложно. Оглянитесь — это планета Земля. Это наша машина времени. Геологи используют её, чтобы заглянуть в прошлое. Я использую её немного по-другому. Я использую её, чтобы попасть в очень экстремальные условия, где всё вокруг похоже на Марс, времён, когда климат изменился, и я пытаюсь понять, что же произошло. Каковы характерные черты жизни? Что осталось? Как нам найти это? Я хочу взять вас с собой в путешествие на машине времени.
And now, what you see here, we are at 4,500 meters in the Andes, but in fact we are less than a billion years after the Earth and Mars formed. The Earth and Mars will have looked pretty much exactly like that -- volcanoes everywhere, evaporating lakes everywhere, minerals, hot springs, and then you see those mounds on the shore of those lakes? Those are built by the descendants of the first organisms that gave us the first fossil on Earth.
Как видите, сейчас мы на высоте 4 500 метров в Андах, или на самом деле спустя миллиард лет после того, как появились Земля и Марс. Земля и Марс выглядели практически так же: повсюду вулканы, испаряющиеся озёра, минералы, горячие источники, и вот ещё, видите эти холмы на берегах озёр? Они образованы потомками первых микроорганизмов, давших нам первые на Земле ископаемые остатки.
But if we want to understand what's going on, we need to go a little further. And the other thing about those sites is that exactly like on Mars three and a half billion years ago, the climate is changing very fast, and water and ice are disappearing. But we need to go back to that time when everything changed on Mars, and to do that, we need to go higher. Why is that? Because when you go higher, the atmosphere is getting thinner, it's getting more unstable, the temperature is getting cooler, and you have a lot more U.V. radiation. Basically, you are getting to those conditions on Mars when everything changed.
Но если мы хотим, понять, что происходит, мы должны зайти ещё дальше. Ещё один факт об этих местах: так же, как и на Марсе три с половиной миллиарда лет назад, климат очень быстро менялся, вода и лёд исчезали. Но нам нужно вернуться назад во время, когда всё менялось на Марсе, и для этого нам нужно пойти выше. Почему? Потому что чем выше, тем более разрежённой и нестабильной становится атмосфера, температура падает, а УФ-радиация становится сильнее. В общем, мы приближаемся к тем условиям, которые были тогда на Марсе.
So I was not promising anything about a leisurely trip on the time machine. You are not going to be sitting in that time machine. You have to haul 1,000 pounds of equipment to the summit of this 20,000-foot volcano in the Andes here. That's about 6,000 meters. And you also have to sleep on 42-degree slopes and really hope that there won't be any earthquake that night. But when we get to the summit, we actually find the lake we came for. At this altitude, this lake is experiencing exactly the same conditions as those on Mars three and a half billion years ago. And now we have to change our voyage into an inner voyage inside that lake, and to do that, we have to remove our mountain gear and actually don suits and go for it. But at the time we enter that lake, at the very moment we enter that lake, we are stepping back three and a half billion years in the past of another planet, and then we are going to get the answer came for. Life is everywhere, absolutely everywhere. Everything you see in this picture is a living organism. Maybe not so the diver, but everything else. But this picture is very deceiving. Life is abundant in those lakes, but like in many places on Earth right now and due to climate change, there is a huge loss in biodiversity. In the samples that we took back home, 36 percent of the bacteria in those lakes were composed of three species, and those three species are the ones that have survived so far.
Я не обещала вам развлекательной прогулки на нашей машине времени. Вы не будете просто сидеть в ней. Вам придётся затащить 500 килограммов оборудования на вершину вулкана в Андах. Его высота около 6 000 метров. Вам также нужно будет ночевать на склоне с уклоном в 42 градуса и надеяться, что сегодня ночью не будет землетрясения. Но когда мы поднялись на вершину, мы нашли то озеро, которое искали. На этой высоте озеро находится в точно таких же условиях, как озёра на Марсе 3,5 миллиарда лет назад. Теперь нам придётся спуститься внутрь этого озера, для этого мы откладываем в сторону нашу горную экипировку, надеваем водолазные костюмы и идём. В тот момент, когда мы входим в озеро, в этот самый момент мы шагаем назад на три с половиной миллиарда лет в прошлое другой планеты и собираемся найти ответ на вопрос, с которым мы пришли. Жизнь есть везде, абсолютно везде. Всё, что вы видите на фото, — это живые организмы. По крайней мере все, кроме дайвера, точно живые. Но это фото обманчиво. Жизнь изобилует в этих озёрах, но, как и во многих местах на Земле, из-за изменений климата биологическое разнообразие сокращается. В тех образцах, которые мы взяли, 36% всех микроорганизмов составляли три вида, и эти три вида живы по сей день.
Here's another lake, right next to the first one. The red color you see here is not due to minerals. It's actually due to the presence of a tiny algae. In this region, the U.V. radiation is really nasty. Anywhere on Earth, 11 is considered to be extreme. During U.V. storms there, the U.V. Index reaches 43. SPF 30 is not going to do anything to you over there, and the water is so transparent in those lakes that the algae has nowhere to hide, really, and so they are developing their own sunscreen, and this is the red color you see. But they can adapt only so far, and then when all the water is gone from the surface, microbes have only one solution left: They go underground. And those microbes, the rocks you see in that slide here, well, they are actually living inside rocks and they are using the protection of the translucence of the rocks to get the good part of the U.V. and discard the part that could actually damage their DNA. And this is why we are taking our rover to train them to search for life on Mars in these areas, because if there was life on Mars three and a half billion years ago, it had to use the same strategy to actually protect itself. Now, it is pretty obvious that going to extreme environments is helping us very much for the exploration of Mars and to prepare missions. So far, it has helped us to understand the geology of Mars. It has helped to understand the past climate of Mars and its evolution, but also its habitability potential. Our most recent rover on Mars has discovered traces of organics. Yeah, there are organics at the surface of Mars. And it also discovered traces of methane. And we don't know yet if the methane in question is really from geology or biology. Regardless, what we know is that because of the discovery, the hypothesis that there is still life present on Mars today remains a viable one.
Вот ещё одно озеро, совсем рядом с первым. Оно красное не из-за полезных ископаемых. На самом деле это из-за маленьких водорослей. В этом районе УФ-излучение просто ужасно. На Земле экстремальным считается уровень излучения 11. Здесь во время УФ-шторма уровень излучения достигает 43. Солнцезащитный крем с защитой SPF 30 здесь совершенно бесполезен. Вода в этих озёрах такая прозрачная, что водорослям некуда спрятаться, поэтому они развивают свой солнцезащитный экран — и это их красный цвет. Они могут адаптироваться только так, а когда вся вода уходит с поверхности, микробам остаётся только одно: они уходят под землю. И эти микроорганизмы в камнях, да, они действительно живут внутри камней, благодаря свойствам камней, так называемому просвечиванию, они получают «хорошие» УФ-лучи и спасаются от тех лучей, которые могут повредить их ДНК. Поэтому мы направляем наши исследовательские аппараты и учим их искать жизнь на Марсе в этих местах, потому что если полмиллиарда лет назад на Марсе была жизнь, она, должно быть, использовала ту же стратегию, чтобы защитить себя. Теперь ясно, что походы в экстремальные условия очень помогают нам в освоении Марса и подготовке миссий. Так, это уже помогло нам понять геологию Марса. Это помогло понять, каков был и как менялся климат Марса в прошлом, и это может помочь в поиске жизни. Недавно исследовательский аппарат обнаружил следы органики на Марсе. Да, на поверхности Марса есть органика. Также он обнаружил следы метана. Мы пока ещё не знаем, появился ли метан благодаря геологии или биологии. Независимо от этого, мы сейчас точно знаем, что благодаря этим открытиям, гипотеза о том, что на Марсе до сих пор существует жизнь, остаётся жизнеспособной.
So by now, I think I have convinced you that Mars is very special to us, but it would be a mistake to think that Mars is the only place in the solar system that is interesting to find potential microbial life. And the reason is because Mars and the Earth could have a common root to their tree of life, but when you go beyond Mars, it's not that easy. Celestial mechanics is not making it so easy for an exchange of material between planets, and so if we were to discover life on those planets, it would be different from us. It would be a different type of life. But in the end, it might be just us, it might be us and Mars, or it can be many trees of life in the solar system. I don't know the answer yet, but I can tell you something: No matter what the result is, no matter what that magic number is, it is going to give us a standard by which we are going to be able to measure the life potential, abundance and diversity beyond our own solar system. And this can be achieved by our generation. This can be our legacy, but only if we dare to explore.
Надеюсь, я уже убедила вас в том, что Марс очень важен для нас, но будет ошибкой полагать, что Марс — это единственное место в Солнечной системе, в котором можно найти потенциальных микроорганизмов. Причина в том, что Марс и Земля могли иметь общие корни в своих деревьях жизни, но если посмотреть дальше Марса, не всё оказывается так просто. Небесная механика не даёт планетам запросто обмениваться материалами, поэтому, если мы найдём жизнь на других планетах, она может отличаться от нашей. Это может быть другой вид жизни. В конце концов, возможно, есть только мы, возможно, это мы и жизнь на Марсе, или же есть множество деревьев жизни в Солнечной системе. Я пока не знаю ответа, но я скажу вам вот что: неважно, каким будет результат, неважно, какое магическое число, это даст нам меру, с которой мы сможем оценивать возможность жизни, распространение и разнообразие жизни за пределами Солнечной системы. Это может сделать уже наше поколение. Это может стать нашим наследием, если только мы осмелимся искать.
Now, finally, if somebody tells you that looking for alien microbes is not cool because you cannot have a philosophical conversation with them, let me show you why and how you can tell them they're wrong. Well, organic material is going to tell you about environment, about complexity and about diversity. DNA, or any information carrier, is going to tell you about adaptation, about evolution, about survival, about planetary changes and about the transfer of information. All together, they are telling us what started as a microbial pathway, and why what started as a microbial pathway sometimes ends up as a civilization or sometimes ends up as a dead end.
Наконец, если кто-нибудь скажет, что изучать инопланетных микробов скучно, потому что вы не можете вести с ними философскую беседу, позвольте я покажу вам, почему и как вы можете доказать им, что они неправы. Органика может рассказать вам об окружающей среде и разнообразии. ДНК или другой носитель информации расскажет вам об адаптации, эволюции, выживании, изменениях на планете и о сохранении и переносе информации. Все вместе, они рассказывают нам, как началось развитие микроорганизмов, и почему то, что началось с микроорганизмов, иногда вырастает в цивилизацию, а иногда оканчивается в тупике.
Look at the solar system, and look at the Earth. On Earth, there are many intelligent species, but only one has achieved technology. Right here in the journey of our own solar system, there is a very, very powerful message that says here's how we should look for alien life, small and big. So yeah, microbes are talking and we are listening, and they are taking us, one planet at a time and one moon at a time, towards their big brothers out there. And they are telling us about diversity, they are telling us about abundance of life, and they are telling us how this life has survived thus far to reach civilization, intelligence, technology and, indeed, philosophy.
Посмотрите на Солнечную систему и посмотрите на Землю. На Земле множество разумных существ, но только один вид достиг такого уровня технологии. Сейчас по нашей Солнечной системе путешествует очень мощное послание, которое показывает, какими мы выглядим для другой жизни, большой и маленькой. Так что да, микробы говорят, а мы слушаем. И они ведут нас от планеты к планете, от спутника к спутнику, к нашим старшим братьям где-то далеко. Они говорят о многообразии, они говорят о видовом богатстве, они говорят о том, как жизнь на Земле выжила и достигла такого уровня цивилизации, интеллекта, технологий, и, вообще-то, философии.
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)