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Which ¡of ¡today's ¡learning ¡objecBves ¡ Welcome ¡to ¡Class ¡12: ¡ ¡ The ¡search ¡for ¡life ¡is ¡ Water ¡& ¡Mars ¡Geology ¡ the ¡search ¡for ¡water ¡ are ¡most ¡difficult? ¡ 3 1. 3 ¡unique ¡properBes ¡of ¡ Could ¡humans ¡live ¡on ¡Mars? ¡ H 2 O ¡make ¡it ¡most ¡likely ¡ liquid ¡for ¡life. ¡ ¡ 2. Contrast/Compare ¡ Earth/Mars ¡weather ¡ and ¡atmosphere. ¡ ¡ 3. History ¡of ¡Mars ¡ Volcanism. ¡ Which ¡below ¡is ¡NOT ¡a ¡reason ¡for ¡ Of ¡all ¡liquids: ¡WATER ¡is ¡the ¡best ¡ life ¡to ¡need ¡a ¡`liquid’? ¡ Among ¡‘astronomically ¡significant’* ¡molecules: ¡ 3 Substance ¡ Freezing ¡Temp ¡ Boiling ¡Temp ¡ Liquid ¡Range ¡ 1. To ¡move ¡in ¡ Water ¡(H 2 O) ¡ 0 o C ¡ 100 o C ¡ 100 o C ¡ 2. Transport ¡nutrients ¡ Ammonia ¡(NH 3 ) ¡ -­‑78 o C ¡ -­‑33 o C ¡ 45 o C ¡ Methane ¡(CH 4 ) ¡ -­‑182 o C ¡ -­‑164 o C ¡ 18 o C ¡ 3. Dissolving ¡molecules ¡ Ethane ¡(C 2 H 6 ) ¡ -­‑183 o C ¡ -­‑89 o C ¡ 94 o C ¡ 4. For ¡chemical ¡reacBons ¡ Now ¡consider ¡two ¡important ¡points ¡about ¡life: ¡ 1. Life ¡is ¡becer ¡protected ¡if ¡it ¡doesn’t ¡easily ¡boil ¡or ¡freeze. ¡ 2. Biological ¡metabolism ¡STRONGLY ¡increases ¡with ¡temperature ¡ *Astronomically ¡Significant: ¡simple ¡molecules ¡made ¡of ¡elements ¡abundant ¡in ¡the ¡universe ¡ Another ¡criBcal ¡and ¡unique ¡property ¡ ¡ What ¡would ¡happen ¡if ¡ice ¡sunk? ¡ of ¡Water: ¡It’s ¡polar ¡nature ¡ 1. As ¡the ¡temperature ¡above ¡the ¡water ¡dropped ¡below ¡freezing, ¡ Nearly ¡all ¡molecules ¡have ¡a ¡more ¡dense ¡ the ¡surface ¡would ¡start ¡to ¡solidify. ¡ structure ¡when ¡solid ¡over ¡when ¡liquid. ¡ 2. The ¡frozen ¡porBons ¡would ¡start ¡to ¡sink, ¡revealing ¡underlying ¡ liquid ¡water. ¡ 3. The ¡new ¡liquid ¡water ¡at ¡top ¡would ¡be ¡exposed ¡to ¡freezing ¡ -­‑ temperatures ¡and ¡begin ¡to ¡freeze. ¡ + ¡ 4. The ¡frozen ¡porBon ¡at ¡top ¡would ¡sink, ¡revealing ¡underlying ¡ liquid ¡water…. ¡ The ¡water ¡molecule ¡is ¡‘polar’. ¡ One ¡side ¡`+’, ¡the ¡other ¡side ¡`-­‑’ ¡ ¡ ¡ ¡ The ¡enBre ¡lake/ocean ¡would ¡freeze ¡top ¡to ¡bocom ¡solid! ¡ Because ¡of ¡its ¡charge ¡imbalance, ¡water: ¡ All ¡life ¡in ¡the ¡oceans ¡and ¡lakes ¡would ¡be ¡dead. ¡ 1) ¡Forces ¡the ¡molecules ¡FURTHER ¡from ¡each ¡other ¡in ¡the ¡solid ¡phase ¡ making ¡the ¡density ¡lower ¡as ¡a ¡solid ¡(simply ¡stated: ¡ ICE FLOATS ). ¡ But ¡water ¡ice ¡floats ¡at ¡top, ¡insulaBng ¡the ¡liquid ¡below. ¡ 2) ¡Dissolves ¡charged ¡molecules ¡(salts, ¡etc.) ¡but ¡not ¡‘oils’ ¡(no ¡charge). ¡ ¡ ¡

BUT ¡WHAT ¡ARE ¡THE ¡BIOLOGICAL ¡ List ¡the ¡unique ¡properBes ¡of ¡water ¡ IMPLICATIONS ¡OF ¡THESE ¡ that ¡make ¡it ¡the ¡most ¡likely ¡liquid ¡ PROPERTIES? ¡ for ¡life ¡in ¡the ¡universe. ¡ 1) ¡It ¡is ¡in ¡a ¡liquid ¡state ¡over ¡a ¡very ¡WIDE ¡range ¡of ¡temperatures. ¡ ¡ 1) ¡It ¡is ¡in ¡a ¡liquid ¡state ¡over ¡a ¡very ¡WIDE ¡range ¡of ¡temperatures. ¡ ¡ LIFE ¡CAN’T ¡SO ¡EASILY ¡FREEZE ¡OR ¡BOIL ¡AWAY! ¡ 2) ¡The ¡liquid ¡state ¡of ¡water ¡is ¡at ¡much ¡higher ¡temperatures ¡than ¡ 2) ¡The ¡liquid ¡state ¡of ¡water ¡is ¡at ¡much ¡higher ¡temperatures ¡than ¡ other ¡molecules. ¡ other ¡molecules. ¡ METABOLISM ¡INCREASES ¡WITH ¡HIGHER ¡TEMPERATURE ¡ 3) ¡Because ¡of ¡its ¡overall ¡charge ¡structure, ¡it ¡is ¡less ¡dense ¡as ¡a ¡ 3) ¡Because ¡of ¡its ¡overall ¡charge ¡structure, ¡it ¡is ¡less ¡dense ¡as ¡a ¡ solid ¡than ¡a ¡liquid ¡(ice ¡floats). ¡ ¡ solid ¡than ¡a ¡liquid ¡(ice ¡floats). ¡ ¡ OCEANS ¡WON’T ¡FREEZE ¡SOLID ¡KILLING ¡ALL ¡LIFE ¡ 4) ¡It ¡dissolves ¡charged ¡molecules ¡well ¡(like ¡salts, ¡Na + Cl -­‑ , ¡good ¡for ¡ 4) ¡It ¡dissolves ¡charged ¡molecules ¡well ¡(like ¡salts, ¡Na + Cl -­‑ , ¡good ¡for ¡ chem ¡rxns) ¡but ¡NOT ¡cell ¡walls ¡(‘oil’ ¡based). ¡ chem ¡rxns) ¡but ¡NOT ¡cell ¡walls ¡(‘oil’ ¡based). ¡ CRITICAL ¡FOR ¡EARTH-­‑BASED ¡LIFE ¡ If ¡given ¡the ¡opportunity ¡(and ¡you ¡might ¡ Which ¡is ¡NOT ¡one ¡of ¡the ¡three ¡ not ¡return ¡alive) ¡would ¡you ¡want ¡to ¡visit ¡ requirements ¡for ¡life? ¡ Mars? ¡ 3 1. Source ¡of ¡energy. ¡ 1. YES ¡ 2. Source ¡of ¡moBon. ¡ 2. NO ¡ 3. A ¡liquid ¡medium. ¡ 4. A ¡source ¡of ¡molecules ¡ (raw ¡materals) ¡to ¡build ¡ cells. ¡ Remember ¡to ¡set ¡your ¡channel ¡to ¡80! ¡ Let’s ¡compare ¡Mars ¡to ¡Earth ¡ What ¡is ¡the ¡greatest ¡challenge ¡to ¡humans ¡ living ¡safely ¡ LONG ¡TERM ¡ on ¡Mars? ¡ Mars ¡ Earth ¡ Significance ¡for ¡human ¡life? ¡ Average ¡Distance ¡ 142 ¡million ¡miles ¡ 93 ¡million ¡miles ¡ < ¡½ ¡the ¡solar ¡radiaBon ¡ from ¡Sun ¡ 3 You’ll ¡need ¡a ¡space ¡suit ¡ RadiaCon ¡Levels ¡ VERY ¡HIGH ¡ Moderate ¡ 1. Cold ¡temperatures. ¡ ½ ¡Diameter, ¡¼ ¡Volume ¡ Diameter ¡ 4,220 ¡miles ¡ 7,926 ¡miles ¡ 2. Lack ¡of ¡Oxygen. ¡ Tilt ¡of ¡Axis ¡ 25 ¡degrees ¡ 23.5 ¡degrees ¡ Similar ¡seasons ¡ Length ¡of ¡Year ¡ 687 ¡Earth ¡Days ¡ 365.25 ¡Days ¡ Longer ¡seasons ¡ 3. Low ¡Pressure. ¡ Length ¡of ¡Day ¡ 24 ¡hours ¡37 ¡minutes ¡ 23 ¡hours ¡56 ¡minutes ¡ Nice ¡for ¡humans ¡ 4. Lack ¡of ¡MagneBc ¡field ¡ 2.66 ¡Bmes ¡that ¡of ¡ You ¡can ¡ walk ¡with ¡that ¡ Gravity ¡ .375 ¡that ¡of ¡Earth ¡ Mars ¡ heavy ¡space ¡suite ¡ 5. UV ¡radiaBon. ¡ ¡ Temperature ¡ Average ¡-­‑81 ¡degrees ¡F ¡ Average ¡57 ¡degrees ¡F ¡ You’ll ¡need ¡a ¡space ¡suit ¡ mostly ¡CO 2 ¡some ¡ nitrogen, ¡oxygen, ¡ You’ll ¡need ¡a ¡space ¡suit ¡ Atmosphere ¡ water ¡vapor, ¡1/100 th ¡ argon, ¡water ¡vapor, ¡ pressure ¡of ¡Earth ¡ others ¡ 2x ¡more ¡romanBc ¡nights ¡ # ¡of ¡Moons ¡ 2 ¡ 1 ¡