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?
Знаєте, інколи найважливіші речі містяться в найменших елементах. Я збираюся спробувати переконати вас за ті 15 хвилин, що маю, що мікроби можуть багато чого сказати в таких питаннях, як "Чи ми самі?" І вони можуть розповісти нам більше не лише про життя в нашій Сонячній системі, але можливо, й поза нею, ось чому я розшукую їх у найнеймовірніших місцях Землі, в екстремальному середовищі, де умови справді ставлять їх на межу виживання. Насправді, інколи й мене, коли я занадто до них наближаюся. Але ось у чому справа: ми - єдина розвинута цивілізація в Сонячній системі, але це не означає, що поблизу немає мікробних форм життя. Насправді, на планетах і супутниках, які ви тут бачите, може існувати життя. На всіх них. І ми знаємо це, і це дуже ймовірно. І якщо ми знайдемо життя на цих супутниках і планетах, ми відповімо на такі запитання, як чи ми самі в Сонячній системі? Звідки ми походимо? Чи є в нас родичі по сусідству? Чи є життя за межами нашої Сонячної системи?
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.
І ми можемо ставити ці запитання, тому що відбулася революція в нашому розумінні того, яку планету вважати придатною для життя. І на сьогодні придатною для життя вважається планета, що має зону, в якій стабільно є вода, але, як на мене, це горизонтальне визначення придатності для життя, оскільки воно включає відстань до зірки. Але є інший вимір придатності для життя, і це вертикальний вимір. Думайте про це, як про умови під поверхнею планети, коли ви дуже далеко від сонця, але у вас все одно є вода, енергія, поживні речовини, які для деяких є їжею і захистом. І коли ви подивитеся на Землю далеко від сонячного світла, глибоко в океані, життя буяє, і для цього потрібна лише хімія.
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)
Якщо подумати про це, всі стіни рухнуть. У нас практично немає обмежень. І якщо ви подивитеся на останні заголовки, то побачите, що ми відкрили підземні океани на Європі, на Ганімеді, на Енцеладі, на Титані, а зараз знайшли на Енцеладі гейзер і гарячі джерела. Наша Сонячна система перетворюється на гігантський спа-салон. Кожен, хто відвідував спа, знає, як його люблять мікроби, правда ж? (Сміх)
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.
Тож на цьому етапі подумайте також про Марс. На сьогодні життя на поверхні Марса неможливе, але воно все ще може ховатися під землею.
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.
Тож ми прогресуємо в розумінні придатності для життя, але ми також прогресуємо в нашому розумінні того, що можна вважати ознаками життя на Землі. У нас є так звані органічні молекули, і вони є основою для життя, і в нас є копалини, мінерали й біомінерали, завдяки реакції між бактеріями та породами, і, звичайно, в нас є гази в атмосфері. Але погляньте на ці маленькі зелені водорості праворуч на слайді. Це прямі нащадки тих, хто "качав" кисень в атмосфері Землі мільярд років тому. Під час цього вони отруїли 90 відсотків життя на поверхні Землі. Але саме завдяки їм ви сьогодні дихаєте повітрям.
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.
Але попри те, як зростає наше розуміння всіх цих речей, залишається одне запитання, на яке ми досі не можемо відповісти: звідки ми походимо? І знаєте, стає ще гірше, тому що ми не зможемо знайти фізичні свідчення про наше походження на цій планеті, оскільки тут немає нічого старшого за чотири мільярди років. Немає жодних даних, їх знищено тектонікою плит і ерозією. Це я називаю біологічним горизонтом Землі. За межами цього горизонту ми не знаємо нашого походження.
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.
Тож усе втрачено? Не обов'язково. І ми можемо знайти свідчення про наше походження в найнеймовірнішому місці - на Марсі.
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.
Як це можливо? Очевидно, при зародженні Сонячної системи на Марс і Землю падали величезні астероїди та комети, уламками яких були закидані обидві планети. Земля та Марс тривалий час кидали одне на одного породи. Частина порід опинилася на Землі. Уламки Землі опинилися на Марсі. Тож очевидно, що ці дві планети було засіяно однією речовиною. Можливо, наш предок чекає нас на поверхні. Але це також означає, що ми можемо знайти сліди нашого походження на Марсі. На Марсі може бути ключ до цієї таємниці. Саме тому він настільки важливий 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.
Але для цього потрібно, щоб Марс був придатним для життя, коли були необхідні умови. Тож чи був Марс придатним для життя? Зараз у нас є декілька місій, що свідчать про це. Коли на Землі з'явилося життя, на Марсі були океан, вулкани, озера і річки, як на цьому прекрасному фото. Це фото кілька тижнів тому прислав марсохід Curiosity. На ньому зображені залишки річки, і це фото дещо нам говорить: води було достатньо й на поверхні тривалий час були джерела. Це хороші новини для життя. Хімічним процесам, що створюють життя, потрібно багато часу.
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.
Отож, це надзвичайно хороші новини, але чи означає це, що знайти життя на Марсі буде легко? Не обов'язково.
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.
Ось що відбулося: У той час, як на поверхні Землі вибухнуло життя, на Марсі ставало все гірше буквально. Атмосферу здували сонячні вітри, Марс втратив свою магнітосферу, по його поверхні били космічні промені та ультрафіолет. Тоді вода перемістилася в космос і зникла під поверхнею. Тож якщо ми хочемо зрозуміти, якщо ми хочемо знайти ті сліди ознак життя на поверхні Марсу, якщо вони там є, нам потрібно зрозуміти, як кожна з цих подій вплинула на збереження історичних даних. Лише тоді ми зможемо дізнатися, де ховаються ті сліди, і лише тоді ми зможемо посилати наші марсоходи в правильному напрямку, де ми зможемо взяти пробу тих порід, які, можливо, скажуть нам щось важливе про те, ким ми є, або ж про те, що десь, окремо від нас, на іншій планеті зародилося життя.
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.
Зробити це просто. Потрібно всього-навсього повернутися на планету 3,5 мільярдів років тому. Нам лише потрібна машина часу.
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.
Просто, правда? Насправді, так. Озирніться навколо - це планета Земля. Це наша машина часу. З її допомогою геологи повертаються в минуле нашої планети. Мені вона допомагає дещо інакше. З допомогою Землі я подорожую в місця з дуже екстремальним середовищем, з умовами, подібними до тих, що були на Марсі в той час, коли змінився клімат, і там я намагаюся зрозуміти, що трапилося. Якими є ознаки життя? Що залишилося? Як ми їх знайдемо? На хвилину я візьму вас із собою
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.
в подорож на тій машині часу. І зараз, як ви бачите, ми в Андах, на висоті 4500 метрів, але насправді, ми менш, ніж у мільярді років від того моменту, коли сформувалися Земля та Марс. Земля й Марс виглядали майже так само: скрізь вулкани, озера, що випаровуються, мінерали, гейзери, а ще - бачите ті пагорби на березі озер? Вони створені нащадками перших організмів,
But if we want to understand what's going on, we need to go a little further.
що дали нам перші копалини на Землі.
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.
Але якщо ми хочемо зрозуміти, що відбувається, потрібно піти трохи далі. Ось іще одна цікава річ про цю місцевість: точно, як три з половиною мільярди років тому на Марсі, тут дуже швидко змінюється клімат і зникають вода та лід. Але нам потрібно повернутися в той час, коли все змінилося на Марсі, а для цього необхідно піднятися вище. Чому? Тому що, коли ми піднімаємося вище, атмосфера стає вужчою, менш стабільною, температура знижується, збільшується кількість ультрафіолетового випромінювання. По суті, ми наближаємося до умов, що були на Марсі, коли все змінилося.
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 обіцяла спокійної подорожі в машині часу. Ви не будете просто сидіти. Вам потрібно буде витягти більше 450 кг знаряддя на вершину цього вулкана в Андах, висотою 20 000 футів. Це близько 6 000 метрів. Окрім цього, вам доведеться спати на 42-градусних схилах і сподіватися, що вночі не буде землетрусу. Але коли ми добираємося до вершини, то бачимо озеро, заради якого прийшли. На цій висоті умови в озері точно такі ж, як були на Марсі три з половиною мільярди років тому. А тепер ми змінимо курс нашої подорожі та зануримося в озеро. Для цього нам потрібно зняти гірське спорядження, вдягти костюми та пірнути. Але як тільки ми зануримося в озеро, в той самий момент, ми повернемося на три з половиною мільярди років тому в минуле іншої планети й тоді ми отримаємо відповідь, за якою прийшли. Життя всюди, абсолютно всюди. Все, що ви бачите на цьому фото, - живий організм. Можливо, не водолаз, але все інше. Але це фото оманливе. У цих озерах вирує життя, але, як у багатьох місцях на Землі, у зв'язку зі зміною клімату зараз відбувається значна втрата біорізноманіття. У пробі, яку ми взяли додому, 36 відсотків бактерій у цих озерах складалися з трьох видів, а ці три види - єдині, що вижили.
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.
Ось іще одне озеро, зовсім поряд із першим. Червоний колір, який ви бачите, спричинений не мінералами. Він викликаний маленькими водоростями. У цій місцевості жахливе ультрафіолетове випромінювання. Будь-де на Землі 11 вважається крайністю. Тут, під час ультрафіолетових штормів, УФ індекс досягає 43. Крем від засмаги вам там не допоможе. Вода в тих озерах настільки прозора, що водоростям немає, де ховатися, й вони виробляють власний сонцезахисний крем, саме він відповідає за червоний колір, який ви бачите. Але вони можуть адаптуватися лише тимчасово, а потім, коли вся вода зникає з поверхні, у мікробів залишається лише один вихід: вони йдуть під землю. І ці мікроби, породи, які ви бачите на слайді, насправді, вони живуть всередині порід і використовують їхню прозорість як захист, щоб отримати корисну долю ультрафіолету і відкинути ту, що може пошкодити ДНК. Саме тому ми беремо марсохід, щоб навчити їх шукати життя на Марсі в цій місцевості, тому що якщо на Марсі було життя три з половиною мільярди років тому, воно використовувало для самозахисту таку ж стратегію. Очевидно, що подорожі до місцевостей із екстремальним середовищем допомагають досліджувати Марс і готуватися до місій. Поки що вони допомогли нам зрозуміти геологію Марсу. Вони допомогли зрозуміти минулий клімат Марсу та його еволюцію, а також його потенційну придатність для життя. Наш останній марсохід знайшов сліди органічних речовин. Так, на поверхні Марсу є органічні речовини. Він також знайшов сліди метану. Ми ще не знаємо, чи цей метан стосується геології чи біології. Проте ми знаємо, що завдяки цьому відкриттю гіпотеза про те, що на Марсі сьогодні є життя, залишається реальною.
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.
Думаю, тепер я вас переконала, що Марс дуже важливий для нас, але було б помилкою вважати, що Марс - це єдине місце в Сонячній системі, де можна потенційно знайти мікробні форми життя. Причина цього в тому, що Марс і Земля можуть мати спільне коріння в своєму дереві життя, але коли ми йдемо далі Марсу, все не так просто. У зв'язку з небесною механікою, планетам важко обмінюватися матерією. Тому, якщо ми знайдемо життя на тих планетах, воно буде відрізнятися від нас. Це буде інша форма життя. Але врешті, можливо, життя є лише тут. Можливо - тут і на Марсі, або ж, можливо, в Сонячній системі багато дерев життя. Я ще не знаю відповіді, але дещо можу вам сказати: не важливо, яким буде результат, не важливо, яким є чарівне число. Це дасть нам стандарт, за яким ми зможемо вимірювати потенційну придатність для життя, достаток і розмаїття поза нашою Сонячною системою. І цього може досягти наше покоління. Це може бути нашою спадщиною, якщо ми наважимося на дослідження.
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.
Тепер, якщо вам хтось скаже, що шукати мікроби на інших планетах не круто, тому що з ними не може бути філософських бесід, дозвольте показати вам, чому і як ви можете довести, що вони неправі. Органічні речовини можуть розповісти про навколишнє середовище, його численні складові та різноманіття. ДНК чи будь-який носій інформації розкажуть про адаптацію, про еволюцію, про виживання, про планетарні зміни та про передачу інформації. Разом вони розповідають нам про те, що почалося як мікробне життя, і чому те, що почалося як мікробне життя, інколи перетворюється на цивілізацію або врізається в глухий кут.
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.
Погляньте на Сонячну систему та погляньте на Землю. На Землі багато розвинутих видів, але лише один зумів створити технології. Тут, на шляху нашої Сонячної системи, є дуже важливе повідомлення, яке говорить, що ми маємо шукати іншопланетне життя, велике й маленьке. Тож мікроби говорять, а ми слухаємо, і вони наближують нас, планета за планетою, супутник за супутником, до своїх старших братів. І вони розповідають нам про різноманіття, вони розповідають нам про багатство життя і про те, як це життя дожило до того часу, щоб досягти цивілізації, розвинутості, технологій і, звичайно, філософії.
Thank you.
Дякую.
(Applause)
(Оплески)