Meine Karriere, die ich schon früh begann, ließ mich exotische Lebensformen an exotischen Orten suchen. Damals arbeitete ich in der Arktis und Antarktis, und im Wüstenhochland und Wüstentiefland. Vor 12 Jahren begannen Höhlen mich zu faszinieren, und ich verlagerte meine Forschung in diese Richtung.
The career that I started early on in my life was looking for exotic life forms in exotic places, and at that time I was working in the Antarctic and the Arctic, and high deserts and low deserts. Until about a dozen years ago, when I was really captured by caves, and I really re-focused most of my research in that direction.
Ich habe einen coolen Hauptberuf — ich kann richtig tolle Sachen machen. Ich arbeite in einigen der extremsten Höhlenarten auf diesem Planeten. Viele davon versuchen sofort uns umzubringen, und trotzdem sind sie absolut ergreifend und enthalten sagenhafte biologische Wunder, die ganz anders sind als die auf unserem Planeten. Abgesehen vom intrinsischen Wert der mineralogischen und geomikrobiologischen Studien, die wir dort durchführen, verwenden wir sie auch als Vorlagen, um herauszufinden, wie man auf anderen Planeten nach Leben sucht. Besonders auf dem Mars, aber auch auf Europa, dem kleinen, eisigen Jupitermond. Und eines Tages vielleicht weit über unser Sonnensystem hinaus.
So I have a really cool day job-- I get to do some really amazing stuff. I work in some of the most extreme cave environments on the planet. Many of them are trying to kill us from the minute we go into them, but nevertheless, they're absolutely gripping, and contain unbelievable biological wonders that are very, very different from those that we have on the planet. Apart from the intrinsic value of the biology and mineralogy and geo-microbiology that we do there, we're also using these as templates for figuring out how to go look for life on other planets. Particularly Mars, but also Europa, the small, icy moon around Jupiter. And perhaps, someday, far beyond our solar system itself.
Ich bin leidenschaftlich an der Zukunft der Menschheit interessiert, besonders auf dem Mond und dem Mars und anderswo im Sonnensystem. Es ist an der Zeit, den Wandel zu einer Sonnensystem-besuchenden Zivilisation und Spezies zu vollziehen. Und als Folge davon frage ich mich, ob wir Leben von der Erde zu anderen Planeten bringen können, und ob wir es überhaupt sollten. Insbesondere zum Mars, als ein erstes Beispiel.
I'm very passionately interested in the human future, on the Moon and Mars particularly, and elsewhere in the solar system. I think it's time that we transitioned to a solar system-going civilization and species. And, as an outgrowth of all of this then, I wonder about whether we can, and whether we even should, think about transporting Earth-type life to other planets. Notably Mars, as a first example.
Bei wissenschaftlichen Tagungen spreche ich nie darüber, wie ich in diese Position kam, und warum ich diese Arbeit mache. Warum habe ich keinen vernünftigen Job? Natürlich gebe ich der Sowjetunion die Schuld. Denn Mitte der 50er Jahre, als ich ein kleines Kind war, hatten sie den Mut, einen sehr primitiven, kleinen Satelliten namens Sputnik zu starten, der die westliche Welt in hysterische Panik versetzte. Und eine riesige Menge Geld floss in die Finanzierung von Wissenschafts- und Mathematikkenntnissen für Kinder. Ich bin ein Produkt dieser Generation, wie so viele meiner Altersgenossen. Es hatte uns erwischt, wir fingen Feuer, und es wäre schön, wenn wir das jetzt wiederholen könnten.
Something I never talk about in scientific meetings is how I actually got to this state and why I do the work that I do. Why don't I have a normal job, a sensible job? And then of course, I blame the Soviet Union. Because in the mid-1950s, when I was a tiny child, they had the audacity to launch a very primitive little satellite called Sputnik, which sent the Western world into a hysterical tailspin. And a tremendous amount of money went into the funding of science and mathematics skills for kids. And I'm a product of that generation, like so many other of my peers. It really caught hold of us, and caught fire, and it would be lovely if we could reproduce that again now.
Natürlich ist die Weigerung, erwachsen zu werden — obwohl ich im Alltagsleben eine Erwachsene verkörpere, und ziemlich gut darin bin — aber diese kindliche Qualität zu bewahren, sich nicht zu sorgen, was andere Leute über deine Interessen denken, ist absolut entscheidend. Als nächstes kam die Tatsache hinzu, dass ich ein Werturteil vollzog, und dieses besagt, dass die Gegenwart von Leben besser ist als kein Leben. Leben ist wertvoller als kein Leben. Ich glaube, das fasst einen Großteil der Arbeiten der Leute in diesem Publikum zusammen.
Of course, refusing to grow up -- -- even though I impersonate a grown-up in daily life, but I do a fairly good job of that -- but really retaining that childlike quality of not caring what other people think about what you're interested in, is really critical. The next element is the fact that I have applied a value judgment and my value judgment is that the presence of life is better than no life. And so, life is more valuable than no life. And so I think that that holds together a great deal of the work that people in this audience approach.
Ich bin natürlich sehr am Mars interessiert, weil ich damals eine junge Studentin war, als die Viking-Sonden auf dem Mars landeten. Sie nahmen etwas, das vorher nur ein winziges astronomisches Objekt am Himmel war, das man nur als Punkt sah, und verwandelten es in eine Landschaft, als das erste primitive Bild über den Bildschirm rasterte. Und als es zur Landschaft wurde, wurde es auch zu einem Ziel und veränderte den Verlauf meines Lebens.
I'm very interested in Mars, of course, and that was a product of my being a young undergraduate when the Viking Landers landed on Mars. And that took what had been a tiny little astronomical object in the sky, that you would see as a dot, and turned it completely into a landscape, as that very first primitive picture came rastering across the screen. And when it became a landscape, it also became a destination, and altered, really, the course of my life.
Während meines Aufbaustudiums arbeitete ich mit meinem Kollegen, Mentor und Freund Steve Schneider am Nationalen Zentrum für Atmosphärische Forschung. Wir arbeiteten an Themen des globalen Wandels. Wir schrieben an ein paar Sachen zur Rolle der Gaia-Hypothese — ob man die Erde im wissenschaftlichen Sinn als eine Einheit betrachten könnte, oder nicht. Und als Folge davon beschäftigte ich mich mit den Umweltfolgen eines Atomkrieges.
In my graduate years I worked with my colleague and mentor and friend, Steve Schneider, at the National Center for Atmospheric Research, working on global change issues. We've written a number of things on the role of Gaia hypothesis -- whether or not you could consider Earth as a single entity in any meaningful scientific sense, and then, as an outgrowth of that, I worked on the environmental consequences of nuclear war.
Wunderbare und düstere Dinge also. Aber es hat mich gelehrt, die Erde von außen zu betrachten, nicht nur als unser Zuhause. Dieser Schritt zurück eröffnet eine wunderbare neue Perspektive, um darüber nachzudenken, wie sich die Erde als Planet verhält, mit all dem Leben auf ihr. All das scheint mir ein Wendepunkt in der Geschichte zu sein. Wir machen uns bereit für den Prozess, unseren Heimatplaneten zu verlassen und in das weitere Sonnensystem und darüber hinaus aufzubrechen.
So, wonderful things and grim things. But what it taught me was to look at Earth as a planet with external eyes, not just as our home. And that is a wonderful stepping away in perspective, to try to then think about the way our planet behaves, as a planet, and with the life that's on it. And all of this seems to me to be a salient point in history. We're getting ready to begin to go through the process of leaving our planet of origin and out into the wider solar system and beyond.
Zurück zum Mars. Wie schwer wird es sein, Leben auf dem Mars zu finden? Manchmal ist es schon schwer, einander zu finden, sogar auf diesem Planeten. Leben auf einem anderen Planeten zu finden, ist also keine banale Angelegenheit, und wir verbringen viel Zeit damit, darüber nachzudenken. Ob Sie an den Erfolg glauben oder nicht, hängt davon ab, was Sie über die Wahrscheinlichkeit von Leben im Universum denken. Ich selbst bin der Meinung, dass Leben eine natürliche Folge der wachsenden Komplexifizierung von Materie im Zeitablauf ist.
So, back to Mars. How hard is it going to be to find life on Mars? Well, sometimes it's really very hard for us to find each other, even on this planet. So, finding life on another planet is a non-trivial occupation and we spend a lot of time trying to think about that. Whether or not you think it's likely to be successful sort of depends on what you think about the chances of life in the universe. I think, myself, that life is a natural outgrowth of the increasing complexification of matter over time.
Es beginnt mit dem Urknall, man erhält Wasserstoff, dann erhält man Helium und dann das kompliziertere Zeug, Planeten beginnen sich zu bilden — Leben ist ein übliches, planetarisches Phänomen. Sicher haben wir in den letzten 15 Jahren festgestellt, dass eine zunehmende Anzahl an Planeten außerhalb unseres Sonnensystems bestätigt wurde, und erst letzten Monat, vor ein paar Wochen, wurde ein Planet in der Größenordnung der Erde gefunden. Das sind aufregende Neuigkeiten.
So, you start with the Big Bang and you get hydrogen, and then you get helium, and then you get more complicated stuff, and you get planets forming -- and life is a common, planetary-based phenomenon, in my view. Certainly, in the last 15 years, we've seen increasing numbers of planets outside of our solar system being confirmed, and just last month, a couple of weeks ago, a planet in the size-class of Earth has actually been found. And so this is very exciting news.
Meine erste kühne Prognose ist, dass überall im Universum Leben ist. Es wird überall sein, wo wir hinschauen – wo es Planetensysteme gibt, die es ermöglichen. Und diese Planetensysteme werden sehr verbreitet sein. Was ist also mit Leben auf dem Mars? Hätte man mich vor einem Dutzend Jahren gefragt, wie ich die Aussicht auf Leben auf dem Mars einschätze, hätte ich vielleicht gesagt, ein paar Prozent. Und selbst das hätte damals als unfassbar gegolten. Ich wurde einmal spöttisch von einem ehemaligen Offiziellen der NASA als die einzige Person der Welt vorgestellt, die immer noch an Leben auf dem Mars glaubt. Dieser Offizielle ist natürlich mittlerweile tot und ich nicht, es gibt also ein bisschen Ruhm dafür, seine Widersacher zu überleben.
So, my first bold prediction is that, is that in the universe, life is going to be everywhere. It's going to be everywhere we look -- where there are planetary systems that can possibly support it. And those planetary systems are going to be very common. So, what about life on Mars? Well, if somebody had asked me about a dozen years ago what I thought the chances of life on Mars would be, I would've probably said, a couple of percent. And even that was considered outrageous at the time. I was once sneeringly introduced by a former NASA official, as the only person on the planet who still thought there was life on Mars. Of course, that official is now dead, and I'm not, so there's a certain amount of glory in outliving your adversaries.
Aber die Dinge haben sich sehr verändert in den letzten 12 Jahren. Der Grund dafür ist, dass wir jetzt neue Informationen haben. Die tolle Pathfinder-Mission von 1997 und die MER-Rover-Missionen, die gerade auf dem Mars sind, sowie der Mars-Express der Europäischen Weltraumorganisation, haben uns erstaunliche Dinge gelehrt. Es gibt dort Eis unter der Oberfläche. Und wo es Wasser gibt, gibt es eine hohe Wahrscheinlichkeit für Lebensformen wie unsere. Überall gibt es eindeutig Sedimentgesteine — eines der Landemodule sitzt mitten in einem ehemaligen Meeresboden, und es gibt diese fantastischen "Blaubeeren"-Strukturen. die kleine, steinige Ablagerungen sind und die wir gerade versuchen, in meinem Labor biologisch herzustellen.
But things have changed greatly over the last dozen years. And the reason that they have changed is because we now have new information. The amazing Pathfinder mission that went in '97, and the MER Rover missions that are on Mars as we speak now and the European Space Agency's Mars Express, has taught us a number of amazing things. There is sub-surface ice on that planet. And so where there is water, there is a very high chance of our kind of life. There's clearly sedimentary rocks all over the place – one of the landers is sitting in the middle of an ancient seabed, and there are these amazing structures called blueberries, which are these little, rocky concretions that we are busy making biologically in my lab right now.
Durch all diese Dinge ist die Wahrscheinlichkeit für Leben viel größer, als ich jemals gedacht hätte. Die Wahrscheinlichkeit, dass es in der Vergangenheit Leben auf dem Mars gab, ist vielleicht 1 zu 4 oder sogar 50:50. Das ist eine sehr kühne Behauptung. Ich denke, es existiert und wir müssen danach suchen, und es ist unter der Oberfläche. Das astrobiologische Spiel ist im Gange. Wie kommt man an außerirdisches Leben heran? Wie plant man die Suche danach? Woher weiß man, dass man es gefunden hat? Wäre es groß und eindeutig, hätten wir es schon gefunden — es hätte uns in den Fuß gebissen, aber das hat es nicht.
So, with all of these things put together, I think that the chances of life are much greater than I would've ever thought. I think that the chance of life having arisen on Mars, sometime in its past, is maybe one in four to maybe even half and half. So this is a very bold statement. I think it's there, and I think we need to go look for it, and I think it's underground. So the game's afoot, and this is the game that we play in astro-biology. How do you try to get a handle on extraterrestrial life? How do you plan to look for it? How do you know it when you find it? Because if it's big and obvious, we would've already found it -- it would've already bitten us on the foot, and it hasn't.
Also ist es wohl ziemlich verborgen. Und, sehr entscheidend, wie können wir es beschützen, wenn wir es finden, und nicht kontaminieren? Und, vielleicht noch wichtiger, weil wir nur einen Heimatplaneten haben, wie schützen wir uns, während wir es untersuchen? Warum könnte es so schwer zu finden sein? Es ist wohl mikroskopisch und es ist nie leicht, mikroskopische Dinge zu studieren, obwohl die Werkzeuge von heute es uns erlauben, Dinge in viel größerer Tiefe und viel kleineren Maßstäben zu studieren als je zuvor. Aber es versteckt sich wohl, denn wenn man draußen Rohstoffe aus der Umgebung aufnimmt, macht das einen appetitlich, und andere Dinge wollen dich aufessen. Es wird also ein Jäger-Beute-Spiel geben, das im Grunde genommen universell ist, in jeder Art von biologischem System. Es könnte in seinen grundlegenden Eigenschaften sehr andersartig sein — in seiner Chemie oder seiner Größe.
So, we know that it's probably quite cryptic. Very critically, how do we protect it, if we find it, and not contaminate it? And also, even perhaps more critically, because this is the only home planet we have, how do we protect us from it, while we study it? So why might it be hard to find? Well, it's probably microscopic, and it's never easy to study microscopic things, although the amazing tools that we now have to do that allow us to study things in much greater depth, at much smaller scales than ever before. But it's probably hiding, because if you are out sequestering resources from your environment, that makes you yummy, and other things might want to eat you, or consume you. And so, there's a game of predator-prey that's going to be, essentially, universal, really, in any kind of biological system. It also may be very, very different in its fundamental properties – its chemistry, or its size.
Wir sagen klein, aber was heißt das? Von der Größe eines Virus oder kleiner? Größer als die größte Bakterie? Wir wissen es nicht. Auch bei der Aktivitätsrate, mit der wir es in unserer Arbeit mit unterirdischen Organismen oft zu tun haben, denn sie wachsen sehr langsam. Wenn ich einen Abstrich von Ihren Zähnen nehmen würde, und ihn in eine Petrischale gäbe, dann wüchse nach einigen Stunden etwas. Aber die Organismen, mit denen wir arbeiten, aus dem Erduntergrund, brauchen oft Monate, wenn nicht gar Jahre, bevor wir überhaupt irgendein Wachstum sehen. Sie sind also eine langsamere Lebensform.
We say small, but what does that mean? Is it virus-sized? Is it smaller than that? Is it bigger than the biggest bacterium? We don't know. And speed of activity, which is something that we face in our work with sub-surface organisms, because they grow very, very slowly. If I were to take a swab off your teeth and plate it on a Petri plate, within about four or five hours, I would have to see growth. But the organisms that we work with, from the sub-surface of Earth, very often it's months -- and in many cases, years -- before we see any growth whatsoever. So they are, intrinsically, a slower life-form.
Aber das wirkliche Problem ist, dass wir von unserer beschränkten Erfahrung geleitet werden, und bis wir eingefahrene Denkmuster überwinden, wissen wir nicht, wonach wir suchen oder wie wir dafür planen sollen. Perspektive ist alles. Aufgrund meiner Geschichte, die ich Ihnen kurz erzählt habe, habe ich gelernt, die Erde als einen außerirdischen Planeten zu betrachten. Und das war unbezahlbar für die verwendete Untersuchungsmethode.
But the real issue is that we are guided by our limited experience, and until we can think out of the box of our cranium and what we know, then we can't recognize what to look for, or how to plan for it. So, perspective is everything and, because of the history that I've just briefly talked to you about, I have learned to think about Earth as an extraterrestrial planet. And this has been invaluable in our approach to try to study these things.
Das ist mein Lieblingsspiel in Flugzeugen: Wenn man in einem Flugzeug aus dem Fenster schaut, sieht man den Horizont. Ich drehe immer den Kopf zur Seite, und diese kleine Veränderung bewirkt, dass ich diesen Planeten nicht mehr als Heimat sehe, sondern nur als Planeten. Es ist ein sehr einfacher Trick, aber ich mache ihn immer, wenn ich einen Fensterplatz habe. Nun, das haben wir auf unsere Arbeit übertragen. Das hier zeigt eine der extremsten Höhlen, in denen wir arbeiten. Das ist Cueva de Villa in Tabasco, Mexiko, und diese Höhle ist mit Schwefelsäure gesättigt. Riesige Mengen Schwefelwasserstoff dringen in diese Höhle, aus vulkanischen Quellen und dem Zerfall von Evaporit — Mineralien unterhalb der Karbonate, in denen sich diese Höhle bildete — es ist eine extrem feindselige Umgebung für uns. Wir müssen Schutzanzüge und Atemmasken tragen, denn schon 30 ppm H2S bringen einen um. In den Höhlen beträgt die Menge oft das Zehnfache. Es ist eine sehr gefährliche Umgebung, auch mit CO und vielen anderen Gasen. Diese extremen physikalischen und chemischen Parameter machen die Lebensformen, die dort wachsen, zu etwas sehr Besonderem. Denn anders als Sie vielleicht denken, gibt es dort dennoch Leben.
This is my favorite game on airplanes: where you're in an airplane and you look out the window, you see the horizon. I always turn my head on the side, and that simple change makes me go from seeing this planet as home, to seeing it as a planet. It's a very simple trick, and I never fail to do it when I'm sitting in a window seat. Well, this is what we apply to our work. This shows one of the most extreme caves that we work in. This is Cueva de Villa Luz in Tabasco, in Mexico, and this cave is saturated with sulfuric acid. There is tremendous amounts of hydrogen sulfide coming into this cave from volcanic sources and from the breakdown of evaporite -- minerals below the carbonates in which this cave is formed -- and it is a completely hostile environment for us. We have to go in with protective suits and breathing gear, and 30 parts per million of H2S will kill you. This is regularly several hundred parts per million. So, it's a very hazardous environment, with CO as well, and many other gases. These extreme physical and chemical parameters make the biology that grows in these places very special. Because contrary to what you might think, this is not devoid of life.
Sie ist eine der ergiebigsten Höhlen, die wir auf dem Planeten gefunden haben. Sie platzt beinahe vor Leben. Die Extreme auf der Erde sind für sich schon interessant, aber wir interessieren uns für sie, weil sie geradezu die durchschnittlichen Bedingungen auf anderen Planeten repräsentieren. Das ist Teil unserer Fähigkeit, unsere Vorstellungskraft hinsichtlich zukünftiger Entdeckungen zu erweitern. Da ist so viel Leben in der Höhle, dass ich nicht einmal anfangen kann, mit Ihnen die Oberfläche anzukratzen.
This is one of the richest caves that we have found on the planet, anywhere. It's bursting with life. The extremes on Earth are interesting in their own right, but one of the reasons that we're interested in them is because they represent, really, the average conditions that we may expect on other planets. So, this is part of the ability that we have, to try to stretch our imagination, in terms of what we may find in the future. There's so much life in this cave, and I can't even begin to scratch the surface of it with you.
Aber einige der berühmtesten Objekte aus ihr nennen wir "Snottites"; Snot ist englisch für Rotze. Wie dieses Zeug, das einem Zweijährigen aus der Nase läuft, wenn er erkältet ist. Und es wird von Bakterien produziert, die sogar noch mehr Schwefelsäure erzeugen und bei pH-Werten um die Null leben. Das Zeug ist wie Batteriesäure. Trotzdem hat sich alles in der Höhle daran angepasst. Es ist sogar so viel Energie für Biologie in dieser Höhle vorhanden, dass es tatsächlich eine große Anzahl Höhlenfische gibt. Und die lokalen Zoque-Indianer fangen sie zweimal pro Jahr, als Teil ihrer Osterfeier und ihrer Feier zur heiligen Woche.
But one of the most famous objects out of this are what we call Snottites, for obvious reasons. This stuff looks like what comes out of your two-year-old's nose when he has a cold. And this is produced by bacteria who are actually making more sulfuric acid, and living at pHs right around zero. And so, this stuff is like battery acid. And yet, everything in this cave has adapted to it. In fact, there's so much energy available for biology in this cave, that there's actually a huge number of cavefish. And the local Zoque Indians harvest this twice a year, as part of their Easter week celebration and Holy Week celebration.
Das ist sehr ungewöhnlich für Höhlen. In anderen fantastischen Höhlen, in denen wir arbeiten — das ist in der Lechuguilla-Höhle in New Mexico, nahe Carlsbad, eine der berühmtesten Höhlen der Welt. Sie hat 185 km kartierter Gänge, ist unberührt, hat keine natürlichen Zugänge und ist ein gigantisches biologisches und geomikrobiologisches Labor. In dieser Höhle sind große Abschnitte von diesem roten Material hier bedeckt und auch von diesen riesigen Selenitkristallen, die Sie hier herunterhängen sehen. Dieses Zeug entsteht biologisch. Es ist ein Zerfallsprodukt des Felsgesteins, durch den sich die Organismen emsig durchfressen. Sie nehmen Eisen- und Manganminerale aus dem Felsgesteins und oxidieren sie. Jedes Mal wenn sie das machen, erhalten sie ein kleines Energiepaket. Und dieses kleine Energiepaket verwenden sie, um ihre Lebensprozesse zu betreiben. Interessanterweise machen sie das auch mit Uran, Chrom und diversen anderen giftigen Metallen.
This is very unusual for caves. In some of the other amazing caves that we work in -- this is in Lechuguilla cave in New Mexico near Carlsbad, and this is one of the most famous caves in the world. It's 115 miles of mapped passage, it's pristine, it has no natural opening and it's a gigantic biological, geo-microbiological laboratory. In this cave, great areas are covered by this reddish material that you see here, and also these enormous crystals of selenite that you can see dangling down. This stuff is produced biologically. This is the breakdown product of the bedrock, that organisms are busy munching their way through. They take iron and manganese minerals within the bedrock and they oxidize them. And every time they do that, they get a tiny little packet of energy. And that tiny little packet of energy is what they use, then, to run their life processes. Interestingly enough, they also do this with uranium and chromium, and various other toxic metals.
Deshalb rührt der nahe liegende Weg zur Bioremediation von Organismen wie diesen her. Wir bringen die Organismen ins Labor, man sieht einige davon in Petrischalen wachsen und lässt sie genau die Biomineralien reproduzieren, die wir an den Höhlenwänden finden. Dies sind Spuren, die sie in den Gesteinsschichten hinterlassen. Sogar auf Basaltoberflächen in Lavaröhren, die Nebenprodukte vulkanischer Aktivität sind, finden wir diese Wände oft bedeckt mit schönen, glitzernden silbrigen Wänden, oder in grellem Pink, leuchtenden Rot oder glänzendem Gold. Und diese Mineralablagerungen wurden ebenfalls von Bakterien erzeugt. Sie sehen es auf den Bildern in der Mitte, Elektronenmikroskopbilder dieser Kerle — das sind Gärten dieser Bakterien.
And so, the obvious avenue for bio-remediation comes from organisms like this. These organisms we now bring into the lab, and you can see some of them growing on Petri plates, and get them to reproduce the precise biominerals that we find on the walls of these caves. So, these are signals that they leave in the rock record. Well, even in basalt surfaces in lava-tube caves, which are a by-product of volcanic activity, we find these walls totally covered, in many cases, by these beautiful, glistening silver walls, or shiny pink or shiny red or shiny gold. And these are mineral deposits that are also made by bacteria. And you can see in these central images here, scanning electron micrographs of some of these guys -- these are gardens of these bacteria.
Das Interessante an diesen Kerlen ist, dass sie aus den Bakteriengruppen der Actinomyceten und Streptomyceten stammen, von denen wir die meisten unserer Antibiotika bekommen. Unter der Erdoberfläche gibt es eine riesige Artenvielfalt. Und diese Organismen generieren, gerade weil sie von der Oberfläche getrennt sind, eine große Anzahl neuartiger Stoffe. Das Potential, diese für pharmazeutische und industrielle chemische Anwendungen zu nutzen, ist völlig unangezapft. Aber es überschreitet vielleicht die Mehrzahl der restlichen Artenvielfalt dieses Planeten.
One of the interesting things about these particular guys is that they're in the actinomycete and streptomycete groups of the bacteria, which is where we get most of our antibiotics. The sub-surface of Earth contains a vast biodiversity. And these organisms, because they're very separate from the surface, make a vast array of novel compounds. And so, the potential for exploiting this for pharmaceutical and industrial chemical uses is completely untapped, but probably exceeds most of the rest of the biodiversity of the planet.
Lavaröhren, also — Ich erzählte gerade von Organismen, die hier auf der Erde leben. Wir wissen, dass es auf dem Mars und dem Mond viele dieser Strukturen gibt. Wir können sie sehen. Links können Sie die Entstehung einer Lavaröhre bei einer Eruption sehen — der Ätna auf Sizilien — so bilden sich diese Röhrenformen. Und wenn sie sich aushöhlen, werden sie Lebensräume für Organismen. Es gibt sie überall auf dem Mars und wir katalogisieren sie gerade fleißig. Es gibt also sehr interessanten Höhlengrundbesitz auf dem Mars, zumindest von dieser Art.
So, lava-tube caves-- I've just told you about organisms that live here on this planet. We know that on Mars and the Moon there are tons of these structures. We can see them. On the left you can see a lava tube forming at a recent eruption -- Mount Etna in Sicily -- and this is the way these tubes form. And when they hollow out, then they become habitats for organisms. These are all over the planet Mars, and we're busy cataloguing them now. And so, there's very interesting cave real estate on Mars, at least of that type.
Um diese unterirdischen Umgebungen, an denen wir interessiert sind, zu betreten, gilt unser Interesse der Entwicklung von unterstützenden Werkzeugen. Es ist nicht einfach, in diese Höhlen zu kommen. Es erfordert Krabbeln, Klettern und technische Seilarbeit und weitere komplexe menschliche Bewegungen, um in diese Höhlen zu gelangen. Wir stehen vor dem Problem, wie wir das robotisch hinbekommen sollen. Warum wollen wir überhaupt Roboter nutzen? Weil wir robotische Missionen zum Mars schicken werden, lange bevor wir bemannte Missionen aussenden.
In order to access these sub-surface environments that we're interested in, we're very interested in developing the tools to do this. You know, it's not easy to get into these caves. It requires crawling, climbing, rope-work, technical rope-work and many other complex human motions in order to access these. We face the problem of, how can we do this robotically? Why would we want to do it robotically? Well, we're going to be sending robotic missions to Mars long in advance of human missions.
Um den ersten Punkt aufzugreifen: jede Lebensform, die wir auf dem Mars finden könnten, ist kostbar und wir wollen sie nicht kontaminieren. Einer der besten Wege, etwas zu studieren, ohne es zu kontaminieren, ist durch einen Mittler. In diesem Fall stellen wir uns vermittelnde robotische Geräte vor, die tatsächlich einige dieser Vorarbeiten für uns tun könnten, um vorgefundenes potentielles Leben zu schützen. Ich werde jetzt nicht alle diese Projekte durchgehen, aber wir sind an ca. sechs robotischen Forschungsprojekten beteiligt, in Zusammenarbeit mit vielen anderen Gruppen. Ich will besonders über den Bereich, den Sie oben sehen, sprechen.
And then, secondly, getting back to that earlier point that I made about the preciousness of any life that we may find on Mars, we don't want to contaminate it. And one of the best ways to study something without contaminating it is to have an intermediary. And in this case, we're imagining intermediary robotic devices that can actually do some of that front-end work for us, to protect any potential life that we find. I'm not going to go through all of these projects now, but we're involved in about half-a-dozen robotic development projects, in collaboration with a number of different groups. I want to talk specifically about the array that you see on the top.
Das sind hüpfende Mikroroboterschwärme. Ich arbeite daran, zusammen mit dem Field and Space Robotics Laboratory, und meinem Freund Steve Dubowsky am MIT, und wir hatte diese Idee von kleinen, hüpfenden, bohnenförmigen Robotern, die von künstlichen Muskeln betrieben werden, was eine der Spezialitäten des Dubowsky Labors ist — das sind EPAMs, oder künstliche Muskeln. Und diese ermöglichen es ihnen, zu hüpfen. Sie verhalten sich wie ein Schwarm, indem sie aufeinander reagieren, einem Insektenschwarm nachempfunden. Und sie könnten sehr zahlreich gemacht werden. Man kann tausend von ihnen schicken, wie Sie auf diesem Bild oben links sehen, Tausend davon brauchen nur soviel Platz wie ein aktueller MER-Rover. Und von diesen kleinen Jungs könnte man viele verlieren. Wenn man Tausend schickt, könnte man 90 % verlieren und es gäbe immer noch eine Mission. Das gibt uns die Flexibilität, in sehr schwieriges Terrain vorzudringen und tatsächlich hinzugehen, wo man will.
These are hopping microbot swarms. I'm working on this with the Field and Space Robotics Laboratory and my friend Steve Dubowsky at MIT, and we have come up with the idea of having little, jumping bean-like robots that are propelled by artificial muscle, which is one of the Dubowsky Lab's specialties -- are the EPAMs, or artificial muscles. And these allow them to hop. They behave with a swarm behavior, where they relate to each other, modeled after insect swarm behavior, and they could be made very numerous. And so, one can send a thousand of them, as you can see in this upper left-hand picture, a thousand of them could fit into the payload bay that was used for one of the current MER Rovers. And these little guys -- you could lose many of them. If you send a thousand of them, you could probably get rid of 90 percent of them and still have a mission. And so, that allows you the flexibility to go into very challenging terrain and actually make your way where you want to go.
Zum Abschluss möchte ich zwei Sekunden über Höhlen und die menschliche Expansion jenseits der Erde reden, als natürliche Folge der Arbeit, die wir in den Höhlen machen. Wir bemerkten vor ein paar Jahren, dass Höhlen viele Eigenschaften haben, die von den Menschen und anderen Organismen früher als Lebensraum genutzt wurden. Es ist wahrscheinlich an der Zeit, dass wir diese im Kontext der zukünftigen Erforschung von Mars und Mond untersuchen.
Now, to wrap this up, I want to talk for two seconds about caves and the human expansion beyond Earth as a natural outgrowth of the work that we do in caves. It occurred to us a number of years ago that caves have many properties that people have used and other organisms have used as habitat in the past. And perhaps it's time we started to explore those, in the context of future Mars and the Moon exploration.
Wir haben gerade eine Phase-II-Studie des NASA Institute for Advanced Concepts abgeschlossen, die unverzichtbare Technologien betrachtet, die man benötigt, um Menschen zu ermöglichen, Lavaröhren auf dem Mond oder Mars zu bewohnen. Es zeigt sich, dass es eine einfache und kurze Liste ist, und wir haben uns für relativ primitive Technologien entschieden. Wir sprechen also über so was wie aufblasbare Röhren, die sich der komplexen topologischen Form im Inneren einer Höhle anpassen, und von vor Ort aufgeschäumten Luftschleusen, um mit der Topologie fertigzuwerden, sowie verschiedene Methoden, um Atemgase aus dem inneren Material dieser Körper zu erhalten. Die Zukunft wartet dort auf uns, um diese Lavaröhren auf dem Mars zu benutzen. Genau jetzt sind wir in Höhlen und forschen dort, aber in der Zukunft werden wir sie als Lebensraum und zur Erforschung dieser anderen Körper nutzen.
So, we have just finished a NASA Institute for Advanced Concepts Phase II study, looking at the irreducible set of technologies that you would need in order to actually allow people to inhabit lava tubes on the Moon or Mars. It turns out to be a fairly simple and small list, and we have gone in the relatively primitive technology direction. So, we're talking about things like inflatable liners that can conform to the complex topological shape on the inside of a cave, foamed-in-place airlocks to deal with this complex topology, various ways of getting breathing gases made from the intrinsic materials of these bodies. And the future is there for us to use these lava-tube caves on Mars. And right now we're in caves, and we're doing science and recreation, but I think in the future we'll be using them for habitat and science on these other bodies.
Meine Ansicht zum aktuellen Stand über potentielles Leben auf dem Mars ist, dass es möglicherweise auf dem Planeten existierte, die Chance steht vielleicht eins zu zwei. Die Frage, ob es Leben auf dem Mars gibt, das mit dem Leben auf der Erde verwandt ist, wurde ziemlich vernebelt, denn wir wissen jetzt von Marsmeteoriten, die zur Erde gelangten, dass es auf den Planeten identisches Material gibt.
Now, my view of what the current status of potential life on Mars is that it's probably been on the planet, maybe one in two chances. The question as to whether there is life on Mars that is related to life on Earth has now been very muddied, because we now know, from Mars meteorites that have made it to Earth, that there's material that can be exchanged between those two planets.
Eine der brennenden Fragen ist natürlich, ob, wenn wir dort Leben unter der Oberfläche finden, wovon ich fest ausgehe, das eine zweite Entstehung von Leben ist? Begann das Leben hier und wurde es dort hintransportiert? Oder begann es dort und wurde hierhin transportiert? Das wäre ein faszinierendes Rätsel auf dem Weg ins nächste halbe Jahrhundert, von dem ich erwarte, dass wir immer mehr Marsmissionen unternehmen, um diese Fragen zu beantworten. Danke.
One of the burning questions, of course, is if we go there and find life in the sub-surface, as I fully expect that we will, is that a second genesis of life? Did life start here and was it transported there? Did it start there and get transported here? This will be a fascinating puzzle as we go into the next half-century, and where I expect that we will have more and more Mars missions to answer these questions. Thank you.