Mahdollisuus, että Marsissa voisi olla elämää, on vanginnut tutkijoiden, tiedemiesten ja kirjailijoiden mielikuvituksen yli vuosisadan ajan. Siitä lähtien, kun Giovanni Schiaparelli (ja myöhemmin Percival Lowell) huomasi 1800-luvulla 'Marsin kanavat', ihmiset ovat haaveilleet lähettävänsä jonain päivänä lähettiläitä Punaiselle planeetalle toivoen löytävänsä sivilisaation ja tapaavansa alkuperäisiä marsilaisia.
Samalla kun Merimies ja Viikinki 1960- ja 70-lukujen ohjelmat särkivät käsityksen marsilaisesta sivilisaatiosta, ja sittemmin on ilmaantunut useita todisteita, jotka osoittavat, kuinka elämää on voinut joskus olla Marsissa. Kiitos a uusi tutkimus , mikä osoittaa, että Marsissa saattaa olla tarpeeksi happikaasua lukittuna sen pinnan alle tukemaan aerobisia organismeja. Teorian mukaan elämä voisiedelleenon saanut toisen vauhdin.
Tutkimus, joka ilmestyi äskettäin lehdessä Luonnon geotiede , johti Vlada Stamenkovic, Maan ja planeettojen tutkija ja teoreettinen fyysikko NASAn Jet Propulsion Laboratorysta. Häneen liittyi useita JPL:n jäseniä ja Geologian ja planeettatieteiden osasto Kalifornian teknologiainstituutissa (Caltech).
Marsin etelänapajääpeite. Luotto: ESA/DLR/FU Berlin
Yksinkertaisesti sanottuna mahdolliseen rooliin, jolla happikaasu olisi voinut olla Marsissa, on historiallisesti kiinnitetty vain vähän huomiota. Tämä johtuu siitä, että happi muodostaa hyvin pienen osan Marsin ilmakehästä, joka koostuu pääasiassa hiilidioksidista ja metaanista. Geokemialliset todisteet Marsin meteoriiteista ja sen pinnalla olevista mangaania sisältävistä kivistä ovat kuitenkin osoittaneet korkean hapettumisasteen.
Tämä saattoi johtua Marsissa aiemmin olleesta vedestä, mikä osoittaisi, että hapella oli roolia Marsin kuoren kemiallisessa säässä. Tutkiakseen tätä mahdollisuutta Stamenkovi ja hänen tiiminsä tarkastelivat kahta todistusta, jotka olivat keränneet Uteliaisuusmönkijä . Ensimmäinen oli Curiosityn kemiallinen näyttö Kemia ja mineralia (CheMin) instrumentti, joka vahvisti korkean hapettumistason Marsin kiven näytteissä.
Toiseksi he tutustuivat saamiin todisteisiinMars Express Mars Advanced -tutka maanalaiseen ja ionosfääriluotaukseen (MARSIS) -instrumentti, joka osoitti läsnäolon Marsin eteläisen napa-alueen alla . Näiden tietojen perusteella ryhmä alkoi laskea, kuinka paljon happea voisi olla maanalaisissa suolakerrostumissa ja riittääkö tämä aerobisten organismien ylläpitämiseen.
He aloittivat kehittämällä kattavan termodynaamisen viitekehyksen O²:n liukoisuuden laskemiseksi nestemäisiin suolavesiin (suolaveteen ja muihin liukeneviin mineraaleihin) Marsin olosuhteissa. Näitä laskelmia varten he olettivat, että O²:n tarjonta oli Marsin ilmakehää, joka kykenisi olemaan kosketuksissa pinnan ja maanalaisen ympäristön kanssa – ja siten siirrettävissä.
Tutka havaitsee vettä Marsin etelänavan alla. Luotto: ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. Rooma
Seuraavaksi he yhdistivät tämän liukoisuuskehyksen Marsin yleiskiertomalliin (GCM) määrittääkseen vuotuisen nopeuden, jolla O² liukenisi suolavesiin – ottaen huomioon Marsin nykyiset paikalliset paine- ja lämpötilaolosuhteet. Tämä antoi heille mahdollisuuden havaita välittömästi, mitkä alueet todennäköisimmin ylläpitävät korkeaa O²-liukoisuutta.
Lopuksi he laskivat historialliset ja tulevat muutokset Marsin vinossa määrittääkseen, kuinka aerobisten ympäristöjen jakautuminen on kehittynyt viimeisten 20 miljoonan vuoden aikana ja kuinka ne saattavat muuttua seuraavan 10 miljoonan vuoden aikana. Tämän perusteella he havaitsivat, että pahimmassakin tapauksessa Marsin kivissä ja maanalaisissa säiliöissä oli tarpeeksi happea aerobisten mikrobiorganismien tukemiseen. Kuten Stamenkovic kertoi Universe Todaylle:
”Tuloksemme on, että happea voidaan liuottaa erilaisiin suolaliuoksiin nykyaikaisissa Marsin olosuhteissa pitoisuuksina, jotka ovat paljon suurempia kuin aerobiset mikrobit tarvitsevat hengittämiseen. Emme voi vielä antaa lausuntoja pohjaveden mahdollisuuksista, mutta tuloksemme saattavat viitata viileiden suolavesien olemassaoloon, jotka vaikuttavat mangaanioksideja muodostaviin kiviin, joita on havaittu MSL:n yhteydessä.
Laskelmiensa perusteella he havaitsivat, että suurin osa Marsin pinnanalaisista ympäristöistä ylitti aerobiseen hengitykseen vaadittavat happipitoisuudet (~10^?6 mol m^?3) jopa 6 suuruusluokkaa. Tämä on verrannollinen Maan valtamerten happipitoisuuksiin nykyään ja korkeampi kuin maapallolla ennen suurta hapetustapahtumaa noin 2,35 miljardia vuotta sitten (10^?13-10^?6 mol m^?3).
. Luotto: YONHAP/EPA
Nämä havainnot osoittavat, että elämää voi edelleen esiintyä maanalaisissa suolavesiesiintymissä, ja ne tarjoavat selityksen erittäin hapettuneiden kivien muodostumiselle. 'MSL:n Curiosity Rover on havainnut mangaanioksideja, joita muodostuu tyypillisesti vain, kun kivet ovat vuorovaikutuksessa voimakkaasti hapettuneiden kivien kanssa', Stamenkovic sanoi. 'Joten tulokset voisivat selittää nämä havainnot, jos viileitä suolavesiä oli läsnä ja happipitoisuudet olivat samanlaisia tai suurempia kuin nykyään, kun kiviä muutettiin.'
He päättelivät myös, että napa-alueiden ympärillä voi olla useita paikkoja, joissa oli paljon korkeampia O²-pitoisuuksia, mikä riittäisi tukemaan monimutkaisempien monisoluisten organismien, kuten sienten, olemassaoloa. Samaan aikaan ympäristöjä, joissa on keskimääräinen liukoisuus, esiintyy todennäköisesti alemmilla alueilla lähempänä päiväntasaajaa, joilla on korkeampi pintapaine – kuten Hellas ja Amazonis Planitia sekä Arabia ja Tempe Terra.
Kaikesta tästä alkaa syntyä kuva siitä, kuinka elämä Marsissa olisi voinut vaeltaa maan alle sen sijaan, että se olisi vain kadonnut. Kun ilmakehä poistui hitaasti ja pinta jäähtyi, vesi alkoi jäätyä ja kulkeutua maahan ja maanalaisiin kätköihin, joissa oli riittävästi happea tukeakseen fotosynteesistä riippumattomia aerobisia organismeja.
Vaikka tämä mahdollisuus voi johtaa uusiin mahdollisuuksiin elämän etsinnässä Marsissa, sen etsiminen voi olla erittäin vaikeaa (ja ei-suositeltavaa). Ensinnäkin aiemmilla lennoilla on vältetty Marsin alueita, joissa on vettä, koska pelättiin saastuttavan ne maapallon bakteereilla. Tästä syystä NASAn kaltaiset tulevat tehtävät Maaliskuu 2020 Rover keskittyy keräämään pintamaanäytteitä etsiäkseen todisteita menneestä elämästä.
Tämä taiteilijan konsepti kuvaa NASAn Mars 2020 -mönkijää tutkimassa Marsia. Kiitos: NASA
Toiseksi, vaikka tämä tutkimus esittää mahdollisuuden, että elämää voisi olla Marsin pinnanalaisissa kätköissä, se ei todista lopullisesti, että Punaisella planeetalla on edelleen elämää. Mutta kuten Stamenkovic totesi, se avaa ovia jännittävälle uudelle tutkimukselle ja voi muuttaa perusteellisesti tapaamme tarkastella Marsia:
'Tämä tarkoittaa, että meillä on vielä niin paljon opittavaa Marsin elämän mahdollisuuksista, ei vain menneisyydestä vaan myös nykyisestä. Niin monet kysymykset ovat edelleen avoinna, mutta tämä työ antaa myös toivoa tutkia Marsin nykyisen elämän mahdollisuuksia – keskittyen aerobiseen hengitykseen, johon on hyvin odottamatonta.”
Yksi tämän tutkimuksen suurimmista vaikutuksista on tapa, jolla se osoittaa, kuinka Mars olisi voinut kehittää elämää erilaisissa olosuhteissa kuin Maan. Sen sijaan, että anaerobiset organismit syntyisivät haitallisessa ympäristössä ja käyttäisivät fotosynteesiä hapen tuottamiseen (jolloin ilmakehästä tulee sopiva aerobisille organismeille), Mars olisi voinut hankkia happea kivien ja veden kautta ylläpitääkseen aerobisia organismeja kylmässä ympäristössä kaukana Auringosta.
Tällä tutkimuksella voi olla vaikutuksia myös elämän etsimiseen Maan ulkopuolelta. Vaikka maanalaiset mikrobit kylmillä, kuivuneilla eksoplaneetoilla eivät ehkä vaikuta meistä ihanteelliselta määritelmältä 'asuttavalle', se tarjoaa mahdollisuuden etsiä elämää kuten me teemme.eitietävät sen. Loppujen lopuksi elämän löytäminen Maan ulkopuolelta on uraauurtavaa riippumatta siitä, missä muodossa se on.
Lisälukemista: Suosittu mekaniikka , Luonnon geotiede