Mahdollisuus, että Marsilla voi olla elämää, on saanut tutkijoiden, tutkijoiden ja kirjailijoiden mielikuvituksen yli vuosisadan ajan. Siitä lähtien, kun Giovanni Schiaparelli (ja myöhemmin Percival Lowell) havaitsi, mitä heidän uskotaan olevan "Marsin kanavia" 1800-luvulla, ihmiset ovat haaveilleet yhdestä päivästä lähettivät lähetystöjä Punaiselle planeetalle toivonsa löytää sivilisaatio ja tavata alkuperäiskansalaisia marsseja.
Samalla kun merimies ja viikinki 1960- ja 70-luvun ohjelmat hajottivat kuvan Marsin sivilisaatiosta, sittemmin on ilmestynyt useita todisteja, jotka osoittavat, kuinka elämä olisi voinut olla olemassa Marsissa. Uuden tutkimuksen, joka osoittaa, että Marsilla voi olla riittävästi happea kaasua lukittuneena pintansa alle tukemaan aerobisia organismeja, teoria, että elämä voisi vielä olemassa siellä on annettu toinen vauhti.
Tutkimus, joka ilmestyi äskettäin lehdessä Luonnontieteellinen, johti Vlada Stamenkovic, maapallo- ja planeettatutkija ja teoreettinen fyysikko NASA: n vesisuihkulaboratoriosta. Hänen kanssaan liittyi useita JPL: n ja geologisten ja planeettatieteiden osaston jäseniä Kalifornian teknillisessä instituutissa (Caltech).
Yksinkertaisesti sanottuna happeakaasun mahdolliseen rooliin Marsilla on historiallisesti kiinnitetty vähän huomiota. Tämä johtuu tosiasiasta, että happi muodostaa hyvin pienen prosenttimäärän Marsin ilmakehästä, joka koostuu pääasiassa hiilidioksidista ja metaanista. Maan meteoriittien ja sen mangaanirikasten kivien geokemialliset todisteet sen pinnalla ovat kuitenkin osoittaneet suurta hapettumisastetta.
Tämä olisi voinut olla seurausta vedestä, jota Marsissa oli aiemmin, mikä osoittaisi, että hapolla oli merkitystä Marsin kuoren kemiallisessa säässä. Tutkiessaan tätä mahdollisuutta Stamenkovi ja hänen ryhmänsä tarkastelivat kahta todistusaineistoa, jotka keräsi Uteliaisuus mönkijä. Ensimmäinen oli Curiosity's Chemistry and Mineralogy (CheMin) -instrumentin kemiallinen näyttö, joka vahvisti korkeat hapettumisen tasot marsilaisen kivin näytteissä.
Toiseksi he tutustuivat EAK: n hankkimiin todisteisiin Mars Express ” Mars Advanced Tutka maanpinnan ja ionosfäärin luotaukseen (MARSIS), joka osoitti veden läsnäolon Marsin eteläisen napa-alueen alla. Tätä tietoa käyttämällä ryhmä alkoi laskea, kuinka paljon happea voisi esiintyä pinnan alla olevissa kiiltävissä saostumissa ja riittäisikö tämä riittää ylläpitämään aerobisia organismeja.
He aloittivat kehittämällä kattavan termodynaamisen kehyksen, jonka avulla voidaan laskea O2: n liukoisuus nestemäisiin suolavesiin (suolavesi ja muut liukoiset mineraalit) Marsin olosuhteissa. Näitä laskelmia varten he oletsivat, että O2: n syöttö oli Marsin ilmakehää, joka kykenee saamaan kosketukseen pinta- ja maaympäristöjen kanssa - ja siten siirrettävissä.
Seuraavaksi he yhdistivät tämän liukoisuuskehyksen Marsin yleiseen kiertomalliin (GCM) määrittääkseen vuotuisen nopeuden, jolla O2 liukenee suolaveteen - ottaen huomioon paikalliset paine- ja lämpötilaolosuhteet Marsissa tänään. Tämän ansiosta he saivat heti huomaamaan, mitkä alueet todennäköisimmin pitivät korkeat O2-liukoisuustasot.
Viimeiseksi, he laskivat historiallisia ja tulevia muutoksia Marsin kykyyn määrittää, miten aerobisten ympäristöjen jakautuminen kehittyi viimeisen 20 miljoonan vuoden aikana ja miten ne saattavat muuttua seuraavan 10 miljoonan aikana. Tämän perusteella he havaitsivat, että jopa pahimmissa tapauksissa Marsin kallioissa ja maan alla olevissa säiliöissä oli riittävästi happea tukemaan aerobisia mikrobi-organismeja. Kuten Stamenkovic kertoi Space Magazine:
”Tuloksemme on, että happi voidaan liuottaa erilaisiin suolavesiin nykyaikaisissa Mars-olosuhteissa pitoisuuksina, jotka ovat paljon suurempia kuin aerobiset mikrobit tarvitsevat hengitystä. Emme voi vielä antaa pohjaveden potentiaaliin liittyviä lausuntoja, mutta tuloksemme voivat viitata mangaanioksidien muodostaviin kiviin vaikuttaviin viileisiin suolavesiin, joita on havaittu MSL: n kanssa. "
Laskelmiensa perusteella he havaitsivat, että suurin osa Marsin pintaympäristöistä ylitti aerobiseen hengitykseen tarvittavat happitasot (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3) jopa 6 suuruusluokkaa. Tämä on verrannollinen nykyisiin maapallon valtamerten happitasoihin, ja korkeampi kuin mitä maapallolla oli ennen suurta hapettumistapahtumaa, noin 2,35 miljardia vuotta sitten (10 ^? 13–10 ^? 6 mol m ^? 3).
Nämä havainnot osoittavat, että maanalaisissa suolavesisäiliöissä voi edelleen olla elämää, ja tarjoavat selityksen voimakkaasti hapettuneiden kivien muodostumiselle. "MSL: n Curiosity -reitti on havainnut mangaanioksidit, jotka muodostuvat tyypillisesti vain kivien ollessa vuorovaikutuksessa voimakkaasti hapettuneiden kivien kanssa", Stamenkovic sanoi. "Joten tuloksemme voisivat selittää nämä havainnot, jos lämpimiä suolavesiä oli läsnä ja happipitoisuudet olivat samanlaisia tai suurempia kuin nykyään kivien muuttuessa."
He päättelivät myös, että napa-alueiden ympärillä voi olla useita paikkoja, joilla O2-pitoisuuksia oli paljon korkeampi, mikä riittäisi tukemaan monimutkaisempien monisoluisten organismien, kuten sienien, olemassaoloa. Sillä välin keskipitkällä liukoisuudella esiintyviä ympäristöjä todennäköisesti esiintyisi päiväntasaajaa lähempänä matalaa sijaitsevilla alueilla, joilla on korkeammat pintapaineet - kuten Hellas ja Amazonis Planitia sekä Arabia ja Tempe Terra.
Kaikesta tästä alkaa ilmestyä kuva siitä, kuinka Marsin elämä olisi voinut siirtyä maan alle, sen sijaan että se vain katosi. Kun ilmapiiri irrotettiin hitaasti ja pinta jäähtyi, vesi alkoi jäätyä ja kulkeutua maahan ja pinnan alla oleviin kätköihin, joissa oli läsnä riittävästi happea fotosynteesistä riippumattomien aerobisten organismien tukemiseksi.
Vaikka tämä mahdollisuus voisi johtaa uusiin mahdollisuuksiin etsimällä elämää Marsilla, voi olla erittäin vaikeaa (ja suositeltavaa) mennä etsimään sitä. Ensinnäkin aiemmissa virkamatkoissa on vältetty Marsin alueita, joilla on vesipitoisuuksia pelkääessään saastuttaa ne maapallon bakteereilla. Siksi miksi tulevat virkamatkat kuten NASAMars 2020 rover keskittyy keräämään pintamaanäytteitä etsimään todisteita menneestä elämästä.
Toiseksi, vaikka tämä tutkimus esittelee mahdollisuuden, että elämää voisi esiintyä Marsin maanalaisissa kätköissä, se ei todista lopullisesti, että elämä on edelleen olemassa Punaisella planeetalla. Mutta kuten Stamenkovic totesi, se avaa ovet jännittävään uuteen tutkimukseen ja voi muuttaa pohjimmiltaan tapaa, jolla katsomme Marsia:
”Tämä tarkoittaa, että meillä on vielä niin paljon opittavaa Marsin elämän mahdollisuuksista, ei pelkästään menneisyydestä vaan myös nykyisyydestä. Niin monet kysymykset ovat avoinna, mutta tämä työ antaa myös toivoa tutkia nykyisen Marsin nykyisen elämän mahdollisuuksia - keskittyen aerobiseen hengitykseen, jotain hyvin odottamatonta. "
Yksi tämän tutkimuksen suurimmista vaikutuksista on tapa, jolla se osoittaa, kuinka Mars olisi voinut muuttaa elämää erilaisissa olosuhteissa kuin maan. Haitallisessa ympäristössä esiintyvien anaerobisten organismien sijaan, jotka käyttävät fotosynteesiä hapen tuottamiseen (tekemällä ilmakestästä sopivia aerobisille organismeille), Mars olisi voinut hankkia happea kivien ja veden kautta ylläpitääkseen aerobisia organismeja kylmässä ympäristössä kaukana auringosta.
Tällä tutkimuksella voisi olla vaikutuksia myös etsimään elämää maan ulkopuolella. Vaikka kylmien, kuivuneiden eksoplaneettojen maanalaiset mikrobit eivät ehkä näytä meille ihanteelliselta määritelmältä ”asuttava”, se luo potentiaalisen mahdollisuuden etsiä elämää kuten mekin ei tietävät sen. Loppujen lopuksi elämän löytäminen maapallon ulkopuolelta on uraauurtavaa riippumatta siitä, missä muodossa se tapahtuu.
