Muligheten for at liv kunne eksistere på Mars har fanget fantasien til forskere, forskere og forfattere i over et århundre. Helt siden Giovanni Schiaparelli (og senere Percival Lowell) oppdaget det de trodde var "Martian Canals" på 1800-tallet, har mennesker drømt om en dag å sende utsendte til den røde planeten i håp om å finne en sivilisasjon og møte de innfødte Martians.
Mens Mariner og Viking programmer fra 1960- og 70-tallet knuste forestillingen om en Martian-sivilisasjon, det har siden kommet flere bevislinjer som indikerer hvordan livet en gang kunne ha eksistert på Mars. Takket være en ny studie, som indikerer at Mars kan ha nok oksygengass låst fast under overflaten til å støtte aerobe organismer, kan teorien om at livet kunne fortsatt finnes det har fått en ny boost.
Studien, som nylig dukket opp i tidsskriftet Nature Geoscience, ble ledet av Vlada Stamenkovic, en jord- og planetforsker og en teoretisk fysiker fra NASAs Jet Propulsion Laboratory. Han fikk selskap av flere medlemmer av JPL og Division of Geological and Planetary Sciences ved California Institute of Technology (Caltech).
For å si det enkelt, har den mulige rollen som oksygengass kunne ha spilt på Mars historisk sett vært lite oppmerksomhet. Dette skyldes det faktum at oksygen utgjør en veldig liten prosentandel av Mars 'atmosfære, som først og fremst er sammensatt av karbondioksid og metan. Geokjemiske bevis fra Martiske meteoritter og manganrike bergarter på overflaten har imidlertid vist en høy grad av oksidasjon.
Dette kunne ha vært et resultat av vann som eksisterte på Mars tidligere, noe som kunne indikere at oksygen spilte en rolle i den kjemiske forvitringen av Marsskorpen. For å utforske denne muligheten vurderte Stamenkovi og teamet hans to bevismateriale samlet inn av Nysgjerrighet rover. Det første var kjemiske bevis fra Curiositys Chemistry and Mineralogy (CheMin) instrument, som bekreftet høye nivåer av oksidasjon i prøver av Marsberg.
For det andre konsulterte de bevis som ble innhentet av Mars Express ' Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding (MARSIS) instrument, som indikerte tilstedeværelsen av vann under Mars 'sørlige polarregion. Ved å bruke disse dataene begynte teamet å beregne hvor mye oksygen som kunne eksistere i overflater av salt under overflaten, og om dette ville være nok til å opprettholde aerobe organismer.
De begynte med å utvikle et omfattende termodynamisk rammeverk for å beregne løseligheten av O² i flytende saltlaker (saltvann og andre oppløselige mineraler) under Mars-forhold. For disse beregningene antok de at tilførselen av O² var Mars 'atmosfære, som ville være i stand til å få kontakt med overflate- og underjordiske miljøer - og dermed overførbare.
Deretter kombinerte de denne løselighetsrammen til en Mars general sirkulasjonsmodell (GCM) for å bestemme den årlige hastigheten som O² ville oppløses i saltlaker, noe som gjør det mulig å ta lokale trykk- og temperaturforhold på Mars i dag. Dette tillot dem umiddelbart å se hvilke regioner som mest sannsynlig opprettholdt høye nivåer av O løselighet.
Til slutt beregnet de historiske og fremtidige endringer i Mars 'skråhet for å bestemme hvordan fordelingen av aerobe miljøer utviklet seg de siste 20 millioner årene, og hvordan de kan endre seg i løpet av de neste 10 millionene. Fra dette fant de at selv i verste fall var det nok oksygen i Marsbergarter og underjordiske reservoarer til å støtte aerobe mikrobielle organismer. Som Stamenkovic fortalte Space Magazine:
"Vårt resultat er at oksygen kan løses opp i forskjellige saltlaker under moderne Mars-forhold ved konsentrasjoner som er mye større enn aerobe mikrober trenger for å puste. Vi kan ennå ikke komme med uttalelser relatert til potensialet til grunnvann, men resultatene våre kan antyde eksistensen av kule saltlaker som virker på bergarter som danner manganoksider, som er blitt observert med MSL.
Fra beregningene fant de ut at de fleste av undergrunnsmiljøene på Mars overskred oksygennivåene som kreves for aerob respirasjon (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3) med opptil 6 størrelsesordener. Dette er i samsvar med oksygennivået i jordens hav i dag, og høyere enn det som fantes på jorden før den store oksygenasjonshendelsen for omtrent 2,35 milliarder år siden (10 ^? 13–10 ^? 6 mol m ^? 3).
Disse funnene indikerer at det fortsatt kan eksistere liv i underjordiske saltvannsavsetninger og gir en forklaring på dannelsen av sterkt oksidert bergart. "MSLs Curiosity rover har oppdaget manganoksider som vanligvis bare dannes når bergarter interagerer med sterkt oksidert bergart," sa Stamenkovic. "Så resultatene våre kunne forklare disse funnene hvis kule saltlaker var til stede og oksygenkonsentrasjonen var lik eller større enn i dag mens bergartene ble endret."
De konkluderte også med at det kunne være flere lokasjoner rundt de polare områdene hvor det fantes mye høyere konsentrasjoner av O², noe som ville være tilstrekkelig til å støtte eksistensen av mer komplekse flercellede organismer som svamper. I mellomtiden vil miljøer med mellomløseligheter sannsynligvis forekomme i lavere liggende områder nærmere ekvator som har høyere overflatetrykk - som Hellas og Amazonis Planitia, og Arabia og Tempe Terra.
Fra alt dette er det som begynner å dukke opp et bilde av hvordan livet på Mars kunne ha migrert under jorden, i stedet for bare å forsvinne. Da atmosfæren sakte ble strippet bort og overflaten ble avkjølt, begynte vann å fryse og bevege seg i bakken og undergrunnen cacher, hvor nok oksygen var til stede for å støtte aerobe organismer uavhengig av fotosyntese.
Selv om denne muligheten kan føre til nye muligheter i jakten på livet på Mars, kan det være veldig vanskelig (og utilrådelig) å søke etter det. For det første har tidligere oppdrag unngått områder på Mars med vannkonsentrasjoner i frykt for å forurense dem med jordbakterier. Derfor hvorfor kommende oppdrag som NASAsMars 2020 rover vil være fokusert på å samle overflatejordprøver for å se etter bevis på tidligere liv.
For det andre, mens denne studien presenterer muligheten for at liv kan eksistere i hurtigbuffer på Mars, viser det ikke endelig at livet fortsatt eksisterer på den røde planeten. Men som Stamenkovic antydet, det åpner dører for spennende ny forskning, og kan fundamentalt endre måten vi ser på Mars:
“Dette innebærer at vi fortsatt har så mye å lære om potensialet for liv på Mars, ikke bare fortid, men også nåtid. Så mange spørsmål forblir åpne, men dette arbeidet gir også håp om å utforske potensialet for et langt liv på Mars i dag - med fokus på aerob respirasjon, noe veldig uventet. ”
En av de største implikasjonene av denne studien er måten den viser hvordan Mars kunne ha utviklet liv under andre forhold enn Jorden. I stedet for at anaerobe organismer oppstår i et skadelig miljø og bruker fotosyntesen for å produsere oksygen (noe som gjør atmosfæren egnet for aerobe organismer), kunne Mars ha hentet oksygen gjennom steiner og vann for å opprettholde aerobe organismer i et kaldt miljø borte fra solen.
Denne studien kan også ha konsekvenser i jakten på liv utenfor jorden. Mens underjordiske mikrober på kalde, uttørkede exoplaneter kanskje ikke virker som den ideelle definisjonen av "beboelig" for oss, skaper det en potensiell mulighet til å søke etter livet som vi gjør ikke vet det. Tross alt vil det å finne liv utenfor Jorden være banebrytende, uansett hvilken form det tar.
