Muligheden for, at der kunne eksistere liv på Mars, har fanget fantasien hos forskere, forskere og forfattere i over et århundrede. Lige siden Giovanni Schiaparelli (og senere Percival Lowell) opdagede, hvad de troede var "Martian Canals" i det 19. århundrede, har mennesker drømt om en dag at sende udsendelser til den røde planet i håb om at finde en civilisation og møde de indfødte Martians.
Mens Mariner og Viking programmer fra 1960'erne og 70'erne knuste opfattelsen af en Martian civilisation, der er siden opstået flere linjer af bevismateriale, der angiver, hvordan livet engang kunne have eksisteret på Mars. Takket være en ny undersøgelse, der viser, at Mars kan have nok iltgas lukket væk under sin overflade til at understøtte aerobe organismer, kunne teorien om, at liv kunne stadig findes der har fået endnu et løft.
Undersøgelsen, der for nylig blev vist i tidsskriftet Naturgeovidenskab, blev ledet af Vlada Stamenkovic, en jord- og planetvidenskabsmand og en teoretisk fysiker fra NASAs Jet Propulsion Laboratory. Han blev sammen med flere medlemmer af JPL og Afdelingen for geologiske og planetariske videnskaber ved California Institute of Technology (Caltech).
Kort sagt har den historiske rolle, som iltgas kunne have spillet på Mars, historisk set ikke været særlig opmærksom. Dette skyldes, at ilt udgør en meget lille procentdel af Mars 'atmosfære, der primært er sammensat af kuldioxid og metan. Geokemiske beviser fra Martiske meteoritter og manganrige klipper på dens overflade har imidlertid vist en høj grad af oxidation.
Dette kunne have været resultatet af vand, der eksisterede på Mars tidligere, hvilket kunne indikere, at ilt spillede en rolle i den kemiske forvitring af Marsskorpen. For at udforske denne mulighed overvejede Stamenkovi og hans team to bevismateriale indsamlet af Nysgerrighed rover. Det første var kemisk bevis fra Curiosity's Chemistry and Mineralogy (CheMin) instrument, som bekræftede de høje niveauer af oxidation i prøver af Marsberg.
For det andet konsulterede de beviser, der er indhentet af Mars Express ' Mars Advanced Radar til undergrund og Ionosphere Sounding (MARSIS) instrument, som angav tilstedeværelsen af vand under Mars 'sydlige polære region. Ved hjælp af disse data begyndte teamet at beregne, hvor meget ilt der kunne eksistere i brinyaflejringer under jorden, og om dette ville være nok til at opretholde aerobe organismer.
De begyndte med at udvikle en omfattende termodynamisk ramme til beregning af opløseligheden af O² i flydende saltvand (saltvand og andre opløselige mineraler) under Marsforhold. Til disse beregninger antog de, at forsyningen af O² var Mars 'atmosfære, som ville være i stand til at skabe kontakt med overflademiljøer og undergrundsmiljøer - og dermed overførbare.
Derefter kombinerede de denne opløselighedsramme til en Mars generelle cirkulationsmodel (GCM) for at bestemme den årlige hastighed, hvormed O² ville opløses i saltvand, hvilket giver mulighed for lokale tryk og temperaturforhold på Mars i dag. Dette gjorde det muligt for dem straks at få øje på, hvilke regioner der mest sandsynligt opretholdt høje niveauer af O²-opløselighed.
Til sidst beregnet de historiske og fremtidige ændringer i Mars's skråhed for at bestemme, hvordan fordelingen af aerobe miljøer udviklede sig i løbet af de sidste 20 millioner år, og hvordan de kunne ændre sig i de næste 10 millioner. Fra dette fandt de, at selv i værste fald var der nok ilt i Marsbergarter og underjordiske reservoirer til at understøtte aerobe mikrobielle organismer. Som Stamenkovic fortalte Space Magazine:
”Vores resultat er, at ilt kan opløses i forskellige saltvand under moderne Mars-forhold i koncentrationer, der er meget større, end aerobe mikrober har brug for vejrtrækning. Vi kan endnu ikke afgive udsagn, der er knyttet til grundvandspotentialet, men vores resultater kan antyde eksistensen af kølige saltlage, der virker på klipper, der danner manganoxider, som er blevet observeret med MSL. ”
Fra deres beregninger fandt de, at de fleste af undergrundsmiljøerne på Mars overskred de iltniveauer, der kræves til aerob respiration (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3) med op til 6 størrelsesordener. Dette svarer til iltniveauer i jordens oceaner i dag og højere end hvad der eksisterede på Jorden inden den store iltgeneration for ca. 2,35 milliarder år siden (10 ^? 13–10 ^? 6 mol m ^? 3).
Disse fund viser, at der stadig kunne eksistere liv i underjordiske saltvandaflejringer og giver en forklaring på dannelsen af stærkt oxiderede klipper. "MSL's Curiosity rover har fundet manganoxider, der typisk kun dannes, når klipper interagerer med stærkt oxiderede klipper," sagde Stamenkovic. ”Så vores resultater kunne forklare disse fund, hvis kølige saltvand var til stede, og iltkoncentrationerne var ens eller større end i dag, mens klipperne blev ændret.”
De konkluderede også, at der kunne være flere placeringer omkring de polære regioner, hvor der eksisterede meget højere koncentrationer af O², hvilket ville være tilstrækkeligt til at understøtte eksistensen af mere komplekse multicellulære organismer som svampe. I mellemtiden vil miljøer med mellemliggende opløselighed sandsynligvis forekomme i lavere liggende områder tættere på ækvator, der har højere overfladetryk - såsom Hellas og Amazonis Planitia og Arabia og Tempe Terra.
Ud fra alt dette er det, der begynder at dukke op, et billede af, hvordan livet på Mars kunne have migreret under jorden snarere end blot at forsvinde. Da atmosfæren langsomt blev fjernet væk, og overfladen blev afkølet, begyndte vand at fryse og bevæge sig ned i jorden og underjordiske cacher, hvor der var tilstrækkelig ilt til at understøtte aerobe organismer uafhængigt af fotosyntesen.
Selvom denne mulighed kunne føre til nye muligheder i søgen efter liv på Mars, kan det være meget vanskeligt (og uvisagtigt) at gå på udkig efter det. Til at begynde med har tidligere missioner undgået områder på Mars med vandkoncentrationer i frygt for at forurene dem med jordbakterier. Derfor hvorfor kommende missioner som NASAsMars 2020 rover vil være fokuseret på at opsamle overfladejordprøver for at se efter bevis for tidligere liv.
For det andet, mens denne undersøgelse præsenterer muligheden for, at liv kunne eksistere i cachen under jorden på Mars, beviser det ikke endeligt, at der stadig findes liv på den røde planet. Men som Stamenkovic antydede, åbner det døre for spændende ny forskning og kan fundamentalt ændre den måde, vi ser på Mars:
”Dette indebærer, at vi stadig har så meget at lære om potentialet for liv på Mars, ikke bare tidligere men også nutiden. Så mange spørgsmål forbliver åbne, men dette arbejde giver også håb om at udforske potentialet for et langt liv på Mars i dag - med fokus på aerob respiration, noget meget uventet. ”
En af de største konsekvenser af denne undersøgelse er den måde, den viser, hvordan Mars kunne have udviklet liv under andre forhold end Jorden. I stedet for at anaerobe organismer opstår i et skadeligt miljø og bruger fotosyntesen til at producere ilt (hvilket gør atmosfæren velegnet til aerobe organismer), kunne Mars have fremskaffet ilt gennem klipper og vand for at opretholde aerobe organismer i et koldt miljø væk fra solen.
Denne undersøgelse kunne også have konsekvenser i søgen efter liv ud over Jorden. Mens underjordiske mikrober på kolde, udtørrede exoplaneter måske ikke synes at være den ideelle definition af ”beboelig” for os, skaber det en potentiel mulighed for at søge efter livet, som vi gør ikke kender det. Når alt kommer til alt vil det at finde liv ud over Jorden være banebrydende, uanset hvilken form det tager.
