What a planet needs to sustain life | Dave Brain

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Peter van de Ven

I'm really glad to be here.

Ik ben echt blij hier te zijn.

I'm glad you're here,

Ik ben blij dat jullie er zijn,

because that would be a little weird.

want dat zou een beetje raar zijn.

I'm glad we're all here.

Ik ben blij dat we allemaal hier zijn.

And by "here," I don't mean here.

En met 'hier' bedoel ik niet hier.

Or here.

Of hier.

But here.

Maar hier.

I mean Earth.

Ik bedoel Aarde.

And by "we," I don't mean those of us in this auditorium,

En met 'we' bedoel ik niet wij hier in deze zaal,

but life,

maar het leven,

all life on Earth --

al het leven op aarde --

(Laughter)

(Gelach)

from complex to single-celled,

van complex tot eencellig,

from mold to mushrooms

van schimmels tot paddestoelen

to flying bears.

tot vliegende beren.

(Laughter)

(Gelach)

The interesting thing is,

Het interessante is

Earth is the only place we know of that has life --

dat Aarde de enige plek is waarvan we weten dat er leven is --

8.7 million species.

8,7 miljoen soorten.

We've looked other places,

We keken elders,

maybe not as hard as we should or we could,

misschien niet zo goed als we hadden gekund,

but we've looked and haven't found any;

maar we keken en vonden er geen.

Earth is the only place we know of with life.

Aarde is de enige plaats waarvan we weten dat er leven is.

Is Earth special?

Is Aarde speciaal?

This is a question I've wanted to know the answer to

Op die vraag wilde ik als klein kind al het antwoord kennen

since I was a small child,

en ik vermoed dat 80 procent van jullie

and I suspect 80 percent of this auditorium

has thought the same thing and also wanted to know the answer.

hetzelfde dacht en dat ook wilde.

To understand whether there are any planets --

Om te begrijpen of er planeten zijn --

out there in our solar system or beyond --

in ons zonnestelsel of erbuiten --

die leven kunnen ondersteunen,

that can support life,

the first step is to understand what life here requires.

is de eerste stap begrijpen wat het leven hier vereist.

It turns out, of all of those 8.7 million species,

Het blijkt dat van die 8,7 miljoen soorten,

life only needs three things.

het leven slechts drie dingen nodig heeft.

On one side, all life on Earth needs energy.

Aan de ene kant heeft alle leven op Aarde energie nodig.

Complex life like us derives our energy from the sun,

Complexe levensvormen zoals wij halen onze energie uit de zon,

but life deep underground can get its energy

maar onderaards leven kan zijn energie betrekken

from things like chemical reactions.

uit dingen als chemische reacties.

There are a number of different energy sources

Een aantal verschillende energiebronnen

available on all planets.

vind je op alle planeten.

On the other side,

Aan de andere kant heeft alle leven voedsel nodig.

all life needs food or nourishment.

And this seems like a tall order, especially if you want a succulent tomato.

Dit lijkt een hele opgave, vooral als je een sappige tomaat wil.

(Laughter)

(Gelach)

However, all life on Earth derives its nourishment

In feite ontleent al het leven op aarde

zijn voeding aan slechts zes chemische elementen,

from only six chemical elements,

and these elements can be found on any planetary body

en deze elementen vind je op elk planetair lichaam

in our solar system.

in ons zonnestelsel.

So that leaves the thing in the middle as the tall pole,

Blijft nog over dat ding daar in het midden,

the thing that's hardest to achieve.

het ding dat het moeilijkst te bekomen is.

Not moose, but water.

Niet elanden, maar water.

(Laughter)

(Gelach)

Although moose would be pretty cool.

Hoewel elanden wel cool zou zijn.

(Laughter)

(Gelach)

And not frozen water, and not water in a gaseous state, but liquid water.

En geen bevroren water,

geen water in gasvormige toestand, maar vloeibaar water.

This is what life needs to survive, all life.

Dat heeft het leven nodig om in stand te blijven, elk leven.

And many solar system bodies don't have liquid water,

En vele planeten in ons zonnestelsel hebben geen vloeibaar water,

and so we don't look there.

en daarom zoeken we daar niet.

Other solar system bodies might have abundant liquid water,

Andere planeten in ons zonnestelsel zouden veel vloeibaar water hebben,

even more than Earth,

zelfs meer dan Aarde,

but it's trapped beneath an icy shell,

maar daar zit het gevangen onder een ijzige korst

and so it's hard to access, it's hard to get to,

en is dus moeilijk te bereiken.

it's hard to even find out if there's any life there.

Het is zelfs moeilijk om uit te vinden of er daar überhaupt leven is.

So that leaves a few bodies that we should think about.

Dat laat maar een paar kandidaten over.

So let's make the problem simpler for ourselves.

Laten we het ons dus wat makkelijker maken.

Let's think only about liquid water on the surface of a planet.

We zoeken alleen naar vloeibaar water op het oppervlak van een planeet.

There are only three bodies to think about in our solar system,

Er zijn slechts drie lichamen in ons zonnestelsel

with regard to liquid water on the surface of a planet,

die in aanmerking komen voor vloeibaar oppervlaktewater

and in order of distance from the sun, it's: Venus, Earth and Mars.

en op volgorde van afstand tot de zon zijn het: Venus, Aarde en Mars.

You want to have an atmosphere for water to be liquid.

Voor vloeibaar water heb je een atmosfeer nodig.

You have to be very careful with that atmosphere.

Je moet heel voorzichtig zijn met die atmosfeer.

You can't have too much atmosphere, too thick or too warm an atmosphere,

De atmosfeer mag niet te veel, te dik of te warm zijn,

because then you end up too hot like Venus,

want dan word je uiteindelijk te warm, zoals Venus,

and you can't have liquid water.

en kun je geen vloeibaar water hebben.

But if you have too little atmosphere and it's too thin and too cold,

Maar als je te weinig atmosfeer hebt en hij te dun en te koud is,

you end up like Mars, too cold.

krijg je uiteindelijk Mars, te koud.

So Venus is too hot, Mars is too cold,

Dus Venus is te heet, Mars te koud

and Earth is just right.

en Aarde is precies goed.

You can look at these images behind me and you can see automatically

Kijk naar deze beelden achter me en je ziet direct

where life can survive in our solar system.

waar in ons zonnestelsel leven kan overleven.

Het is een Goudlokje-type probleem,

It's a Goldilocks-type problem,

and it's so simple that a child could understand it.

zo eenvoudig dat een kind het zou kunnen begrijpen.

However,

Alhoewel...

I'd like to remind you of two things

Ik wil jullie aan twee dingen herinneren

from the Goldilocks story that we may not think about so often

over het Goudlokje-verhaal waar we niet zo vaak aan denken,

but that I think are really relevant here.

maar waarvan ik denk dat ze hier echt relevant zijn.

Number one:

Nummer een:

if Mama Bear's bowl is too cold

als de kom van Mama Beer te koud is

when Goldilocks walks into the room,

wanneer Goudlokje binnenkomt,

does that mean it's always been too cold?

wil dat dan zeggen dat ze altijd te koud is geweest?

Or could it have been just right at some other time?

Of zou ze misschien op een ander moment juist goed zijn geweest?

When Goldilocks walks into the room determines the answer

Het moment dat Goudlokje binnenkomt, is bepalend voor het antwoord

that we get in the story.

dat we krijgen in het verhaal.

And the same is true with planets.

Hetzelfde geldt voor planeten.

They're not static things. They change.

Het zijn geen statische dingen. Ze veranderen.

They vary. They evolve.

Ze variëren. Ze evolueren.

And atmospheres do the same.

En atmosferen doen hetzelfde.

So let me give you an example.

Ik geef een voorbeeld.

Here's one of my favorite pictures of Mars.

Hier is een van mijn favoriete foto's van Mars.

It's not the highest resolution image, it's not the sexiest image,

Niet de hoogste beeldresolutie, niet het meest sexy beeld

it's not the most recent image,

en niet de meest recente foto,

but it's an image that shows riverbeds cut into the surface of the planet;

maar het toont rivierbeddingen

uitgesneden in het oppervlak van de planeet.

Rivierbeddingen uitgekerfd door stromend vloeibaar water,

riverbeds carved by flowing, liquid water;

riverbeds that take hundreds or thousands or tens of thousands of years to form.

rivierbeddingen waarvoor honderden,

duizenden of tienduizenden jaren nodig zijn om ze te vormen.

This can't happen on Mars today.

Dat kan nu niet meer op Mars.

The atmosphere of Mars today is too thin and too cold

De atmosfeer van Mars is vandaag te ijl en te koud

for water to be stable as a liquid.

om vloeibaar water te hebben.

This one image tells you that the atmosphere of Mars changed,

Deze afbeelding laat zien dat de atmosfeer van Mars veranderde,

and it changed in big ways.

en wel heel erg veranderde.

And it changed from a state that we would define as habitable,

Hij veranderde van een toestand die wij als bewoonbaar zouden definiëren,

because the three requirements for life were present long ago.

omdat de drie vereisten voor leven lang geleden aanwezig waren.

Where did that atmosphere go

Waar is die atmosfeer gebleven

that allowed water to be liquid at the surface?

die vloeibaar water aan de oppervlakte mogelijk maakte?

Well, one idea is it escaped away to space.

Mogelijk verdween hij naar de ruimte.

Atmosferische deeltjes kregen genoeg energie om te ontsnappen

Atmospheric particles got enough energy to break free

aan de zwaartekracht van de planeet,

from the gravity of the planet,

escaping away to space, never to return.

ontsnapten naar de ruimte om nooit meer terug te keren.

And this happens with all bodies with atmospheres.

Dit gebeurt met alle lichamen met atmosferen.

Comets have tails

Kometen hebben staarten,

that are incredibly visible reminders of atmospheric escape.

zeer zichtbare herinneringen van ontsnappende atmosfeer.

But Venus also has an atmosphere that escapes with time,

Maar Venus heeft ook een atmosfeer die geleidelijk ontsnapt

and Mars and Earth as well.

en Mars en Aarde ook.

It's just a matter of degree and a matter of scale.

Het is gewoon een kwestie van mate en van schaal.

We willen dus graag weten

So we'd like to figure out how much escaped over time

hoeveel er ontsnapte in de loop van de tijd

so we can explain this transition.

teneinde deze overgang te kunnen verklaren.

How do atmospheres get their energy for escape?

Hoe krijgen atmosferen hun energie om te ontsnappen?

How do particles get enough energy to escape?

Hoe krijgen deeltjes genoeg energie om te ontsnappen?

There are two ways, if we're going to reduce things a little bit.

Kort gezegd: op twee manieren.

Number one, sunlight.

Nummer één: zonlicht.

Light emitted from the sun can be absorbed by atmospheric particles

Licht van de zon wordt opgenomen door atmosferische deeltjes,

and warm the particles.

wat die deeltjes opwarmt.

Yes, I'm dancing, but they --

Ja, ik dans, maar ze --

(Laughter)

(Gelach)

Oh mijn God, zelfs niet op mijn bruiloft.

Oh my God, not even at my wedding.

(Laughter)

(Gelach)

They get enough energy to escape and break free

Ze krijgen genoeg energie om te ontsnappen

aan de zwaartekracht van de planeet, simpelweg door op te warmen.

from the gravity of the planet just by warming.

A second way they can get energy is from the solar wind.

Een tweede manier om energie te krijgen, is door de zonnewind.

These are particles, mass, material, spit out from the surface of the sun,

Dat zijn deeltjes, massa, materiaal, uitgestoten door de zon,

and they go screaming through the solar system

ze scheuren door het zonnestelsel

at 400 kilometers per second,

met 400 kilometer per seconde

sometimes faster during solar storms,

en soms nog sneller tijdens zonnestormen.

and they go hurtling through interplanetary space

Ze suizen door de interplanetaire ruimte

towards planets and their atmospheres,

naar planeten en hun atmosferen,

and they may provide energy

en kunnen energie overdragen

for atmospheric particles to escape as well.

aan atmosferische deeltjes om ook te ontsnappen.

This is something that I'm interested in,

Dit is iets dat mij interesseert,

because it relates to habitability.

omdat het betrekking heeft op bewoonbaarheid.

I mentioned that there were two things about the Goldilocks story

Ik zei dat er twee dingen waren uit het Goudlokjeverhaal

that I wanted to bring to your attention and remind you about,

waar ik jullie aan wilde herinneren.

and the second one is a little bit more subtle.

Het tweede is een beetje subtieler.

If Papa Bear's bowl is too hot,

Als de kom van Papa Beer te warm is

and Mama Bear's bowl is too cold,

en die van Mama Beer te koud,

zou dan de kom van Baby Beer zelfs niet nog kouder moeten zijn

shouldn't Baby Bear's bowl be even colder

if we're following the trend?

als we de trend volgen?

This thing that you've accepted your entire life,

Je hebt dit je hele leven al geaccepteerd,

when you think about it a little bit more, may not be so simple.

maar als je er een beetje over nadenkt, is het misschien niet zo eenvoudig.

And of course, distance of a planet from the sun determines its temperature.

Natuurlijk bepaalt de afstand van een planeet tot de zon de temperatuur.

This has to play into habitability.

Dit moet een rol spelen voor de bewoonbaarheid.

But maybe there are other things we should be thinking about.

Maar misschien zijn er andere dingen waaraan we moeten denken.

Maybe it's the bowls themselves

Misschien aan de kommen zelf

that are also helping to determine the outcome in the story,

die ook een rol spelen in de afloop van het verhaal,

what is just right.

over wat precies goed is.

I could talk to you about a lot of different characteristics

Ik zou het kunnen hebben over de kenmerken van deze drie planeten

of these three planets

die de bewoonbaarheid kunnen beïnvloeden,

that may influence habitability,

maar om egoïstische redenen

but for selfish reasons related to my own research

die verband houden met mijn eigen onderzoek

and the fact that I'm standing up here holding the clicker and you're not --

en het feit dat ik hier de klikker vastheb en jullie niet --

(Laughter)

(Gelach)

I would like to talk for just a minute or two

wil ik graag nog wat zeggen

about magnetic fields.

over magnetische velden.

Earth has one; Venus and Mars do not.

De aarde heeft er een, maar Venus en Mars niet.

Magnetic fields are generated in the deep interior of a planet

Magnetische velden worden opgewekt in het diepe inwendige van een planeet

by electrically conducting churning fluid material

door ronddraaiend, elektrisch geleidend, vloeibaar materiaal

that creates this big old magnetic field that surrounds Earth.

wat dit grote oude magnetische veld rondom de aarde veroorzaakt.

If you have a compass, you know which way north is.

Als je een kompas hebt, weet je waar het noorden is.

Venus and Mars don't have that.

Venus en Mars hebben dat niet.

If you have a compass on Venus and Mars,

Met een een kompas op Venus en Mars,

congratulations, you're lost.

gefeliciteerd, loop je verloren.

(Laughter)

(Gelach)

Does this influence habitability?

Beïnvloedt dit de bewoonbaarheid?

Well, how might it?

Nou, hoe dan?

Many scientists think that a magnetic field of a planet

Veel wetenschappers denken dat een magnetisch veld

serves as a shield for the atmosphere,

dient als schild voor de atmosfeer,

deflecting solar wind particles around the planet

door zonnewinddeeltjes rond de planeet af te buigen

in a bit of a force field-type effect

met een soort krachtveldeffect

having to do with electric charge of those particles.

dat te maken heeft met de elektrische lading van de deeltjes.

I like to think of it instead as a salad bar sneeze guard for planets.

Ik vind het net de niesbescherming van een saladebar, maar dan voor planeten.

(Laughter)

(Gelach)

And yes, my colleagues who watch this later will realize

Mijn collega's zullen zich later realiseren

dat dit de eerste keer in de geschiedenis van onze gemeenschap is

this is the first time in the history of our community

that the solar wind has been equated with mucus.

dat zonnewind vergeleken werd met neusslijm.

(Laughter)

(Gelach)

OK, so the effect, then, is that Earth may have been protected

Oké, het effect is dat Aarde

al miljarden jaren kan zijn beschermd,

for billions of years,

because we've had a magnetic field.

omdat we een magnetisch veld hebben.

Atmosphere hasn't been able to escape.

De atmosfeer is niet kunnen ontsnappen.

Mars, on the other hand, has been unprotected

Mars is daarentegen onbeschermd

because of its lack of magnetic field,

door het ontbreken van het magnetisch veld

and over billions of years,

en na miljarden jaren

maybe enough atmosphere has been stripped away

is misschien genoeg atmosfeer weggelekt

to account for a transition from a habitable planet

om te kunnen verklaren waarom een bewoonbare planeet

to the planet that we see today.

de planeet werd die we vandaag zien.

Other scientists think that magnetic fields

Andere wetenschappers denken dat magnetische velden

may act more like the sails on a ship,

meer werken als de zeilen op een schip,

enabling the planet to interact with more energy from the solar wind

waardoor de planeet met meer energie uit de zonnewind kan interageren

dan de planeet in staat zou zijn geweest om dat op zichzelf te doen.

than the planet would have been able to interact with by itself.

De zeilen kunnen energie verzamelen uit de zonnewind.

The sails may gather energy from the solar wind.

The magnetic field may gather energy from the solar wind

Het magnetisch veld kan energie halen uit de zonnewind

that allows even more atmospheric escape to happen.

wat het mogelijk maakt dat nog meer atmosfeer gaat ontsnappen.

It's an idea that has to be tested,

Het is een idee dat getest moet worden,

but the effect and how it works

maar het effect en hoe het werkt,

seems apparent.

lijkt duidelijk.

That's because we know

Dat is omdat we weten

energy from the solar wind is being deposited into our atmosphere

dat energie van de zonnewind binnenkomt in onze atmosfeer

here on Earth.

hier op Aarde.

That energy is conducted along magnetic field lines

Die energie wordt langs magnetische veldlijnen

naar de poolgebieden geleid,

down into the polar regions,

resulting in incredibly beautiful aurora.

wat een ongelooflijk mooie aurora oplevert.

If you've ever experienced them, it's magnificent.

Als je ze ooit heb meegemaakt, het is prachtig.

We know the energy is getting in.

We weten dat de energie binnenkomt.

We're trying to measure how many particles are getting out

We proberen te meten hoeveel deeltjes eruit gaan

and if the magnetic field is influencing this in any way.

en of het magnetisch veld dat op enigerlei wijze beïnvloedt.

So I've posed a problem for you here,

Ik legde jullie dus een probleem voor,

but I don't have a solution yet.

maar heb er nog geen oplossing voor.

We don't have a solution.

Wij hebben geen oplossing.

But we're working on it. How are we working on it?

Maar we werken eraan. Hoe zijn we er mee bezig?

We stuurden ruimtevaartuigen naar alle drie planeten.

Well, we've sent spacecraft to all three planets.

Some of them are orbiting now,

Sommige draaien er nu rond,

including the MAVEN spacecraft which is currently orbiting Mars,

waaronder het MAVEN-ruimtevaartuig, momenteel in een baan om Mars.

which I'm involved with and which is led here,

Ik ben erbij betrokken en het wordt van hieruit geleid,

out of the University of Colorado.

vanuit de Universiteit van Colorado.

It's designed to measure atmospheric escape.

Het meet het ontsnappen van de atmosfeer.

We have similar measurements from Venus and Earth.

We doen soortgelijke metingen voor Venus en Aarde.

Once we have all our measurements,

Zodra we al onze metingen hebben,

we can combine all these together, and we can understand

kunnen we ze met elkaar combineren

en begrijpen hoe die drie planeten interageren met hun ruimteomgeving,

how all three planets interact with their space environment,

with the surroundings.

met hun 'milieu',

And we can decide whether magnetic fields are important for habitability

en beslissen of magnetische velden belangrijk zijn voor bewoonbaarheid

or not.

of niet.

Once we have that answer, why should you care?

Als we dat weten, wat heb je er dan aan?

I mean, I care deeply ...

Ik bedoel, ik geef er veel om ...

And financially as well, but deeply.

Ook wel financieel, maar ook gewoon veel.

(Laughter)

(Gelach)

First of all, an answer to this question

In de eerste plaats zal een antwoord op deze vraag

will teach us more about these three planets,

ons meer leren over de drie planeten,

Venus, Earth and Mars,

Venus, Aarde en Mars.

not only about how they interact with their environment today,

Over de manier waarop ze nu interageren met hun omgeving,

but how they were billions of years ago,

maar ook hoe dat miljarden jaren geleden was,

whether they were habitable long ago or not.

of ze lang geleden al dan niet bewoonbaar waren.

It will teach us about atmospheres

Het zal ons leren over de ons omringende atmosferen.

that surround us and that are close.

But moreover, what we learn from these planets

Maar ook kan deze kennis

can be applied to atmospheres everywhere,

worden toegepast op alle atmosferen,

including planets that we're now observing around other stars.

met inbegrip van de planeten die we nu waarnemen rond andere sterren.

For example, the Kepler spacecraft,

Het Kepler-ruimtevaartuig,

dat hier in Boulder is gebouwd en van hieruit bediend wordt,

which is built and controlled here in Boulder,

has been observing a postage stamp-sized region of the sky

bekijkt een gebied aan de hemel zo groot als een postzegel,

for a couple years now,

nu al een paar jaar.

and it's found thousands of planets --

Het heeft al duizenden planeten gevonden --

in one postage stamp-sized region of the sky

in een gebied aan de hemel zo groot als een postzegel

that we don't think is any different from any other part of the sky.

dat representatief is voor eender welk deel van de hemel.

We've gone, in 20 years,

20 jaar geleden kenden we nul planeten buiten ons zonnestelsel

from knowing of zero planets outside of our solar system,

to now having so many,

en nu kennen we er zoveel

that we don't know which ones to investigate first.

dat we niet weten welke eerst te onderzoeken.

Any lever will help.

Elke clou is welkom.

In fact, based on observations that Kepler's taken

Gebaseerd op de waarnemingen van Kepler

and other similar observations,

en soortgelijke waarnemingen,

we now believe that,

geloven wij nu

of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy alone,

dat van de 200 miljard sterren in de Melkweg alleen,

on average, every star has at least one planet.

gemiddeld elke ster ten minste één planeet heeft.

In addition to that,

De schattingen suggereren ook nog eens

estimates suggest there are somewhere between 40 billion and 100 billion

dat er ergens tussen de 40 miljard en 100 miljard planeten zijn

of those planets that we would define as habitable

die wij als bewoonbaar zouden definiëren,

in just our galaxy.

in onze Melkweg alleen al.

We have the observations of those planets,

We hebben waarnemingen van die planeten,

but we just don't know which ones are habitable yet.

maar we weten gewoon nog niet welke bewoonbaar zijn.

It's a little bit like being trapped on a red spot --

Het is een beetje alsof je gevangen zit in een rode vlek --

(Laughter)

(Gelach)

on a stage

op een podium

and knowing that there are other worlds out there

en wetende dat er die andere werelden zijn,

and desperately wanting to know more about them,

wil je wanhopig meer over hen weten,

wanting to interrogate them and find out if maybe just one or two of them

hen testen en erachter komen of misschien één of twee ervan

are a little bit like you.

een beetje zijn zoals jij.

You can't do that. You can't go there, not yet.

Je kunt dat niet. Je kunt er niet heen, nog niet.

And so you have to use the tools that you've developed around you

En daarom moet je de tools gebruiken die je hebt ontwikkeld

for Venus, Earth and Mars,

voor Venus, Aarde en Mars

and you have to apply them to these other situations,

en moet je ze toepassen op die andere situaties

and hope that you're making reasonable inferences from the data,

en maar hopen redelijke gevolgtrekkingen te kunnen maken uit die gegevens,

and that you're going to be able to determine the best candidates

zodat je zult kunnen bepalen welke planeten de beste kandidaten zijn

for habitable planets, and those that are not.

voor bewoonbaarheid en welke niet.

In the end, and for now, at least,

Uiteindelijk en in ieder geval voorlopig

this is our red spot, right here.

is dit onze rode vlek, hier.

This is the only planet that we know of that's habitable,

Dit is de enige bewoonbare planeet die we kennen,

although very soon we may come to know of more.

hoewel we er zeer binnenkort meer kunnen kennen.

But for now, this is the only habitable planet,

Maar tot nu toe is dit de enige bewoonbare planeet

and this is our red spot.

en onze rode vlek.

I'm really glad we're here.

Ik ben echt blij dat we hier zijn.

Thanks.

Bedankt.

(Applause)

(Applaus)