Uuden tutkimuksen mukaan muinaisilla Marsilla oli todennäköisesti tarpeeksi kemiallista energiaa mikrobien menestymiseksi maan alla. "Perusteellisten fysikaalisten ja kemiallisten laskelmien perusteella olemme osoittaneet, että muinaisen Marsin pintakerroksessa oli todennäköisesti riittävästi liuennut vetyä globaalin biosfäärin voimistamiseksi", sanoo Brownin yliopiston jatko-opiskelija ja tutkimuksen pääkirjailija Jesse Tarnas, joka julkaistiin Earth and Planetary Science -julkaisussa. Kirjaimet ".
"Tämän mahdollisesti asuttavan alueen olosuhteet voivat olla samanlaiset kuin maan päällä, missä maanalaista elämää esiintyy."
Missä elämä piiloutuu Marsiin?
Maapallossa asuvat ns. Pinnan alla olevat litotrofiset mikrobijärjestelmät. Auringonvalon puuttuessa nämä maanalaiset mikrobit ottavat energiansa usein poistamalla elektroneja ympäristössä olevista molekyyleistä. Liuennut molekyylivety on erinomainen elektronidonori. Se ruokkii tällaisia mikrobia maan päällä.
Uusi tutkimus osoittaa, että radiolyysi, prosessi, jolla säteily hajottaa vesimolekyylit niiden vetyksi ja happeksi, voisi luoda paljon vetyä muinaisessa Marsin pinta-alasta. Tutkijoiden arvioiden mukaan vedyn pitoisuuden kuoressa 4 miljardia vuotta sitten olisi pitänyt olla suunnilleen verrattavissa maan pitoisuuteen, joka ravitsee nykyään monia mikrobeja.
Nämä havainnot eivät tarkoita, että elämä olisi ehdottomasti olemassa muinaisilla Marsilla, mutta ne viittaavat siihen, että jos elämää olisi, Marsin maanpinnalla olisi tarvittavat aineosat sen ylläpitämiseksi satoja miljoonia vuosia. Tällä työllä on vaikutuksia myös Marsin tulevaisuustutkimukseen, koska alueet, joilla muinainen maanalainen pinta esiintyy, voivat olla loistava paikka etsiä vanhaa elämää.
Mainosvideo:
Menossa maan alle
Siitä lähtien, kun paljastuttiin, että joet ja järvet olivat kerran virranneet Marsille, tutkijat ovat pakkomielle mahdollisuudesta, että Punainen planeetta voi kerran pitää elämän. Mutta vaikka todisteita veden olemassaolosta menneisyydessä on kiistatonta, on epäselvää, kuinka paljon Marsin historiasta vesi todella virtaa. Varhaisen Marsin parhaat ilmastomallit tuottavat lämpötilan, joka tuskin ylittää jäätymispisteen, mikä tarkoittaa, että planeetan märät ajanjaksot voivat olla hyvin lyhytaikaisia. Tämä ei ole paras skenaario elämän ylläpitämiseksi pinnalla pitkään, ja siksi jotkut tutkijat uskovat, että Marsin aiempi elämä pinnan alla voi tuntua paremmalta.
Tutkijat tutkivat tietoja Mars Odysseyn kyytiin lentävästä gammasäteöspektrometristä. He kartoittivat radioaktiivisten elementtien toriumin ja kaliumin määrän Marsin kuoressa. Kartalta alkaen he onnistuivat löytämään kolmannen radioaktiivisen alkuaineen, uraanin. Näiden kolmen elementin rappeutuminen tarjoaa säteilyä, joka johtaa veden radiolyyttiseen rappeutumiseen. Ja koska nämä elementit rappeutuvat tietyllä nopeudella, runsausmallia voidaan käyttää laskeaan elementtien läsnäolo 4 miljardia vuotta sitten. Joten joukkue keksi idean radioaktiivisesta puhkeamisesta, joka työnsi aktiivisesti radiolyysiä.
Seuraava vaihe oli arvioida, kuinka paljon vettä oli käytettävissä tälle säteilylle. Geologiset todisteet viittaavat siihen, että muinaisen Marsin kuoren huokoisissa kiveissä oli paljon pohjavettä murtaamassa huokoset. Tutkijat käyttivät Marsin kuoren tiheyden mittauksia arvioidakseen karkeasti, kuinka monta huokosia oli käytettävissä veden täyttämiseksi.
Lopuksi ryhmä käytti geotermisiä ja ilmasto-malleja määrittääkseen, missä muinainen elämä olisi voinut olla. Sen ei olisi pitänyt olla niin kylmää, ettei kaikki vesi jäätynyt, mutta ei myöskään kovin lämmin.
Näitä analyysejä yhdistämällä tutkijat päättelivät, että Marsilla oli todennäköisesti maapallon pinta-ala, joka on mahdollisesti asuttava alue, joka oli useita kilometrejä paksu. Tällä vyöhykkeellä vedyn tuottaminen radiolyysin avulla on tuottanut enemmän kuin tarpeeksi kemiallista energiaa tukemaan mikrobien elämää sen perusteella, mitä tiedämme maan päällä. Ja tämän vyöhykkeen piti pysyä satojen miljoonien vuosien ajan.
Nämä havainnot jatkuivat myös silloin, kun tutkijat simuloivat erilaisia ilmasto-skenaarioita - jotkut lämpimämpiä, toiset kylmempiä. Tarnas sanoi, että energianlähteenä käytettävissä olevan maanalaisen vedyn määrä kasvaa erittäin kylmissä ilmasto-olosuhteissa. Koska paksumpi jääkerros asutettavan vyöhykkeen yläpuolella toimii peitteenä, joka estää vetyä pääsemästä maanpinnasta.
”Ihmisillä on ajatus siitä, että varhaisen Marsin kylmä ilmasto on haittaa elämälle, mutta kuten näemme, kylmässä ilmasto-olosuhteissa on enemmän kemiallista energiaa maanalaista elämää varten”, Tarnas sanoo. "Uskomme, että se voi muuttaa ihmisten asenteita ilmastoon ja aikaisempaan elämään maan päällä."
Tutkimuksen vaikutukset
Tarnas ja sinappi sanovat, että nämä löydökset auttavat ymmärtämään minne lähettää seuraava avaruusalus etsimään merkkejä elämästä Marsilla.
"Yksi mielenkiintoisimmista etsintävaihtoehdoista on löytää megabreccia-kappaleita - kalliopalasia, jotka meteoriittikoho on revitty maasta", Tarnas sanoo. "Monet heistä tulivat asutettavan alueen syvyyksistä, ja nyt ne ovat usein ehjät pinnalla."
Sinappi, joka oli voimakkaasti mukana Mars 2020 -roverin valintaprosessissa, sanoo, että tällaisia breccia-lohkoja on ainakin kahdessa NASAn tarkistamassa paikassa: Northeast Syrtis Major ja Midway.
Ilja Khel