Jo mere vi udforsker Mars, jo mere ligner det Jorden. Billedkredit: NASA Klik for større billede
Et af paradokserne i de nylige udforskninger af Marsoverfladen er, at jo mere vi ser af planeten, des mere ligner den Jorden, på trods af en meget stor forskel: Komplekse livsformer har eksisteret i milliarder af år på Jorden, mens Mars aldrig så livet større end en mikrobe, hvis det.
”De afrundede bakker, bølgende strømningskanaler, deltas og alluviale fans er alle chokerende velkendte,” sagde William E. Dietrich, professor i jord- og planetarisk videnskab ved University of California, Berkeley. ”Dette fik os til at spørge: Kan vi fortælle fra topografi alene, og i mangel af menneskers åbenlyse indflydelse, at livet gennemsyrer jorden? Betyder noget noget? ”
I et papir, der blev offentliggjort i 26. januar-nummeret af tidsskriftet Nature, rapporterede Dietrich og kandidatstuderende J. Taylor Perron, til deres overraskelse, ingen markant underskrift af livet i jordformerne på Jorden.
"Trods den biota's dybe indflydelse på erosionsprocesser og landskapsudvikling, overraskende, er der ingen landformer, der kun kan eksistere i nærværelse af liv, og en abiotisk jord vil sandsynligvis ikke præsentere noget ukendte landskaber," sagde Dietrich.
I stedet foreslår Dietrich og Perron, at livet - alt fra de laveste planter til store græsningsdyr - skaber en subtil effekt på jorden, der ikke er åbenlyst for det afslappede øje: flere af de "smukke, afrundede bakker", der er typiske for jordens vegeterede områder, og færre skarpe, stenede rygge.
”Rundede bakker er det reneste udtryk for livets indflydelse på geomorfologi,” sagde Dietrich. ”Hvis vi kunne gå over en jord, hvor livet er blevet fjernet, ville vi stadig se afrundede bakker, stejle bjergbjerge, bølgende floder osv., Men deres relative frekvens ville være anderledes.”
Da en forsker fra NASA erkendte over for Dietrich for et par år siden, at han ikke så noget i det Martiske landskab, der ikke havde en parallel på Jorden, begyndte Dietrich at tænke over, hvilke effekter livet har på landformer, og om der er noget særpræg ved topografien af planeter med livet, kontra dem uden liv.
”En af de mindst kendte ting ved vores planet er, hvordan atmosfæren, lithosfæren og oceanerne interagerer med livet for at skabe landformer,” sagde Dietrich, en geomorfolog, der i mere end 33 år har undersøgt Jordens erosionsprocesser. "En gennemgang af nyere forskning i Jordens historie fører til, at vi antyder, at livet kan have bidraget stærkt til udviklingen af de store gletscykler og endda påvirket udviklingen af pladetektonik."
En af de vigtigste virkninger af livet på landskabet er erosion, bemærkede han. Vegetation har en tendens til at beskytte bakker mod erosion: Jordskred forekommer ofte i de første regn efter en brand. Men vegetation fremskynder også erosion ved at opdele klippen i mindre stykker.
”Overalt hvor man ser, forårsager biotisk aktivitet, at sediment bevæger sig ned ad bakken, og det meste af det sediment er skabt af livet,” sagde han. "Træerødder, gophers og wombats grave alle ned i jorden og hæver den, river den underliggende berggrund op og gør den til murbrokker, der tumler ned ad bakke."
Fordi formen på jorden mange steder er en balance mellem floderosion, der har en tendens til at skære stejle i en skråningens bundgrund, og den biotisk drevne spredning af jordnedhældning, der har tendens til at afrunde de skarpe kanter, mente Dietrich og Perron, at afrundede bakker ville være en signatur af livet. Dette viste sig imidlertid at være usandt, da deres kollega Ron Amundson og kandidatstuderende Justine Owen, begge af campusens Institut for Miljøvidenskab, Politik og Ledelse, opdagede i den livløse Atacama-ørken i Chile, hvor afrundede bakker dækket med jord produceres af saltforvitring fra det nærliggende hav.
”Der er andre ting på Mars, såsom frysetøningsaktivitet, der kan bryde klippe” for at skabe de afrundede bakker, der er set på fotos taget af NASAs rovere, sagde Perron.
De kiggede også på flodbølger, som på Jorden er påvirket af vandløbsvegetation. Men Mars viser også bukser, og undersøgelser på Jorden har vist, at floder, der er skåret i bundgrund eller frosset jord, kan skabe svingninger identiske med dem, der er skabt af vegetation.
Stejligheden af flodbaner kan muligvis også være en underskrift, de tænkte: Grovere, mindre forvitret sediment ville erodere i vandløbene, hvilket får floden til at stejle ned og rygterne bliver højere. Men dette ses også i Jordens bjerge.
”Det er ikke svært at argumentere for, at vegetation påvirker nedbørsmønsteret, og for nylig har det vist sig, at nedbørsmønstre påvirker bjergens højde, bredde og symmetri, men dette ville ikke give en unik landform,” sagde Dietrich. ”Uden liv ville der stadig være asymmetriske bjerge.”
Deres konklusion, at den relative frekvens af afrundede kontra vinklede landformer ville ændre afhængigt af livets tilstedeværelse, vil ikke kunne testes, før der er højdekort over overfladerne på andre planeter, der er tilgængelige i opløsninger på et par meter eller mindre. ”Nogle af de mest markante forskelle mellem landskaber med og uden liv skyldes processer, der fungerer i små skalaer,” sagde Perron.
Dietrich bemærkede, at begrænsede områder af Mars 'overflade er blevet kortlagt i to meter opløsning, hvilket er bedre end de fleste jordkort. Han er en af lederne af et National Science Foundation (NSF) -støttet projekt til kortlægning i høj opløsning af jordoverfladen ved hjælp af LIDAR (LIght Detection And Ranging) teknologi. Dietrich grundlagde National Center of Airborne Laser Mapping (NCALM), et fælles projekt mellem UC Berkeley og University of Florida for at udføre LIDAR-kortlægning, der ikke kun viser vegetationens toppe, men også den nøgne jord, som om denud for vegetation. Forskningen fra Dietrich og Perron blev finansieret af NSF's National Center for Earth-Surface Dynamics, NSF Graduate Research Fellowship Program og NASAs Astrobiology Institute.
Original kilde: UC Berkeley News Release
