Letar efter utomjordingar på Mars. Om det fanns liv, kanske det överlevde?

Mars har allt som behövs för att liv ska existera. Analyser av meteoriter från Mars visar att det finns ämnen under planetens yta som kan försörja liv, åtminstone i form av mikroorganismer. På vissa ställen lever även marklevande mikrober under liknande förhållanden.

Nyligen har forskare vid Brown University studerat kemisk sammansättning av marsmeteoriter - stenbitar som kastades från Mars och hamnade på jorden. Analysen visade att dessa stenar kan komma i kontakt med vatten. producera kemisk energisom gör att mikroorganismer kan leva, som på stora djup på jorden.

Studerade meteoriter de kan, enligt forskare, utgöra ett representativt urval till stor del skorpa av marsdetta innebär att en betydande del av planetens inre är lämplig för livsuppehållande. "Viktiga resultat för den vetenskapliga studien av lager under ytan är att varhelst det finns grundvatten på Marsdet finns en god chans att komma åt tillräckligt kemisk energiför att upprätthålla mikrobiellt liv”, säger Jesse Tarnas, chef för forskargruppen, i ett pressmeddelande.

Under de senaste decennierna har det upptäckts på jorden att många organismer lever djupt under ytan och, berövade tillgång till ljus, hämtar sin energi från produkterna av kemiska reaktioner som uppstår när vatten kommer i kontakt med stenar. En av dessa reaktioner är radiolys. Detta händer när radioaktiva grundämnen i berget gör att vattenmolekylerna splittras till väte och syre. Det frigjorda vätet löser sig i vattnet som finns i området och vissa mineraler som t.ex pyrit absorbera syre för att bildas svavel.

de kan absorbera väte löst i vatten och använda det som bränsle genom att reagera med syre från sulfater. Till exempel på kanadensiska Kidd Creek Mine (1) Dessa typer av mikrober har hittats nästan två kilometer djupt i vatten där solen inte har trängt in på över en miljard år.

1. Boston Dynamics-robot utforskar gruvan

Kidd Creek

W Mars meteorit forskare har funnit ämnen som är nödvändiga för radiolys i tillräckliga mängder för att upprätthålla liv. så de gamla vrakplatserna har förblivit i stort sett intakta tills nu.

Tidigare studier indikerade spår av aktiva grundvattensystem på planeten. Det finns också en betydande möjlighet att sådana system finns kvar idag. En nyligen genomförd studie visade t.ex. möjligheten till en underjordisk sjö under inlandsisen. Än så länge kommer undergrundsprospektering att vara svårare än prospektering, men enligt artikelförfattarna är detta inte en uppgift som vi inte klarar av.

Kemiska ledtrådar

Under 1976 år NASA Viking 1 (2) landade på Chryse Planitia-slätten. Det blev den första landaren som framgångsrikt landade på Mars. "De första ledtrådarna kom när vi fick bilder på vikingen som visar ristningsmärken på jorden, vanligtvis på grund av regn," sa han. Alexander Hayes, chef för Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science, i en intervju med Inverse. "Han har länge varit närvarande på Mars flytande vattensom ristade ytan och han fyllde kratrarna och bildade sjöar".

Vikingarna 1 och 2 de hade små astrobiologiska "laboratorier" ombord för att utföra sina utforskande experiment. spår av liv på Mars. Experimentet Tagged Ejection involverade att blanda små prover av marsjord med droppar vatten som innehöll en näringslösning och lite Aktivt kol studera de gasformiga ämnen som kan bildas levande organismer på Mars.

Studie av jordprov visade tecken på metabolismmen forskarna var oeniga om huruvida detta resultat var ett säkert tecken på att det fanns liv på Mars, eftersom gasen kunde ha producerats av något annat än liv. Den kan till exempel också aktivera jorden genom att skapa gas. Ett annat experiment utfört av vikingamissionen letade efter spår av organiskt material och hittade ingenting. Fyrtio år senare behandlar forskare dessa initiala experiment med skepsis.

I december 1984 V. Allan Hills En bit av Mars har hittats i Antarktis. , vägde cirka fyra pund och var troligen från Mars innan en forntida kollision lyfte den från ytan. röd planet till jorden.

1996 tittade en grupp forskare in i ett meteoritfragment och gjorde en fantastisk upptäckt. Inuti meteoriten hittade de strukturer som liknade de som kunde bildas av mikrober (3) väl funnen förekomsten av organiska material. De första påståendena om liv på Mars har inte blivit allmänt accepterade eftersom forskare har hittat andra sätt att tolka strukturerna inuti meteoriten, med argumentet att närvaron av organiskt material kunde ha orsakat förorening från material från jorden.

3. Mikrofotografi av en marsmeteorit

tis 2008 lömsk ande snubblade över en märklig form som sticker ut från Mars-ytan i Gusev-kratern. Strukturen kallas "blomkål" på grund av dess form (4). Sådant på jorden kiseldioxidbildning associerad med mikrobiell aktivitet. Vissa människor antog snabbt att de bildades av marsbakterier. Men de skulle också kunna bildas av icke-biologiska processer som t.ex vinderosion.

Nästan ett decennium senare, ägt av NASA Lasik Nyfikenhet upptäckte spår av svavel, kväve, syre, fosfor och kol (viktiga ingredienser) när man borrade i berg från Mars. Rovern hittade också sulfater och sulfider som kunde ha använts som mat för mikrober på Mars för miljarder år sedan.

Forskare tror att primitiva former av mikrober kan ha hittat tillräckligt med energi för att äter martian stenar. Mineralerna indikerade också den kemiska sammansättningen av själva vattnet innan det avdunstade från Mars. Enligt Hayes är det säkert för människor att dricka.

4Mars 'blomkål' fotograferad

Spirit rover

Under 2018 hittade Curiosity också ytterligare bevis förekomsten av metan i Mars atmosfär. Detta bekräftade tidigare observationer av spårmängder av metan från både orbiters och rovers. På jorden anses metan vara en biosignatur och tecken på liv. Gasformig metan håller inte länge efter produktion.bryts ner till andra molekyler. Forskningsresultat visar att mängden metan på Mars ökar och minskar beroende på årstid. Detta fick forskare att tro ännu mer att metan produceras av levande organismer på Mars. Andra tror dock att metan kan produceras på Mars med hjälp av ännu okänd oorganisk kemi.

I maj i år meddelade NASA, baserat på analysen av Sample Analysis at Mars (SAM) data, bärbart kemilab ombord på Curiosityatt organiska salter sannolikt finns på Mars, vilket kan ge ytterligare ledtrådar till detta röd planet en gång fanns det liv.

Enligt en publikation om ämnet i Journal of Geophysical Research: Planeter kan organiska salter som järn-, kalcium- och magnesiumoxalater och acetater finnas rikligt i ytsediment på Mars. Dessa salter är den kemiska återstoden av organiska föreningar. Planerad Europeiska rymdorganisationen ExoMars rover, som är utrustad med möjlighet att borra till cirka två meters djup, kommer att förses med en s.k. Goddard instrumentsom ska analysera den kemiska sammansättningen av de djupare lagren av Mars-jorden och eventuellt lära sig mer om dessa organiska ämnen.

Den nya rovern är utrustad med utrustning för att söka efter spår av liv

Sedan 70-talet, och med tiden och uppdragen, har fler och fler bevis visat det Mars kunde ha haft liv i sin tidiga historianär planeten var en fuktig, varm värld. Men hittills har ingen av upptäckterna gett övertygande bevis för existensen av liv på mars, varken i det förflutna eller nuet.

Från och med februari 2021 vill forskare hitta dessa hypotetiska tidiga tecken på liv. Till skillnad från sin föregångare, Curiosity-rovern med MSL-laboratoriet ombord, är den utrustad för att söka efter och hitta sådana spår.

Uthållighet svider kratern i sjön, cirka 40 km bred och 500 meter djup, är en krater som ligger i en bassäng norr om Mars ekvator. Jezero Crater hade en gång en sjö som beräknades torka ut för mellan 3,5 och 3,8 miljarder år sedan, vilket gör den till en idealisk miljö för att leta efter spår av forntida mikroorganismer som kunde ha levt i sjöns vatten. Uthållighet kommer inte bara att studera bergarter från Mars, utan också samla stenprover och lagra dem för ett framtida uppdrag att återvända till jorden, där de kommer att analyseras i laboratoriet.

5. Visualisering av SuperCam-drift ombord på Perseverance-rovern.

På jakt efter biosignaturer handlar om roverns utbud av kameror och andra verktyg, särskilt Mastcam-Z (placerad på roverns mast), som kan zooma in för att utforska vetenskapligt intressanta mål.

Missionsvetenskapsteamet kan sätta instrumentet i drift. supercam persistens rikta en laserstråle mot ett mål av intresse (5), vilket skapar ett litet moln av flyktigt material, vars kemiska sammansättning kan analyseras. Om dessa uppgifter är lovande kan kontrollgruppen ge forskaren en order. rover robotarmgöra djupgående forskning. Armen är utrustad med bland annat en PIXL (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry), som använder en relativt stark röntgenstråle för att leta efter potentiella kemiska spår av liv.

Ett annat verktyg som heter SHERLOCK (scannar beboeliga miljöer med Raman-spridning och luminescens efter organiska och kemiska ämnen), är utrustad med egen laser och kan detektera koncentrationerna av organiska molekyler och mineraler som bildas i vattenmiljön. Tillsammans, SHERLOCK i PIXEL De förväntas tillhandahålla högupplösta kartor över grundämnen, mineraler och partiklar i Mars bergarter och sediment, vilket gör det möjligt för astrobiologer att bedöma deras sammansättning och identifiera de mest lovande proverna att samla in.

NASA tar nu ett annat tillvägagångssätt för att hitta mikrober än tidigare. Till skillnad från ladda ner vikingUthållighet kommer inte att leta efter kemiska tecken på ämnesomsättning. Istället kommer den att sväva över Mars yta på jakt efter avlagringar. De kan innehålla redan döda organismer, så metabolism är uteslutet, men deras kemiska sammansättning kan berätta mycket om tidigare liv på denna plats. Prover insamlade av Perseverance de måste samlas in och återlämnas till jorden för ett framtida uppdrag. Deras analys kommer att utföras i marklaboratorier. Därför antas det att det slutliga beviset på före detta marsianers existens kommer att dyka upp på jorden.

Forskare hoppas kunna hitta en ytfunktion på Mars som inte kan förklaras av något annat än existensen av forntida mikrobiellt liv. En av dessa imaginära formationer kan vara något liknande stromatolit.

På marken, stromatolit (6) stenhögar som bildats av mikroorganismer längs gamla kustlinjer och i andra miljöer där det fanns mycket energi för ämnesomsättning och vatten.

Det mesta av vattnet gick inte ut i rymden

Vi har ännu inte bekräftat existensen av liv i Mars djupa förflutna, men vi undrar fortfarande vad som kunde ha orsakat dess utrotning (om livet verkligen försvann, och inte gick djupt under ytan, till exempel). Grunden för livet, åtminstone som vi känner det, är vatten. Beräknad tidig mars den kunde innehålla så mycket flytande vatten att den skulle täcka hela sin yta med ett lager från 100 till 1500 m tjockt. Men idag är Mars mer som en torr öken.och forskare försöker fortfarande ta reda på vad som orsakade dessa förändringar.

Forskare försöker till exempel förklara hur förlorade mars vattensom fanns på dess yta för miljarder år sedan. Under större delen av tiden trodde man att mycket av Mars urgamla vatten hade flytt genom dess atmosfär och ut i rymden. Ungefär samtidigt var Mars på väg att förlora sitt planetariska magnetfält, och skyddade dess atmosfär från en stråle av partiklar som emanerade från solen. Efter att magnetfältet förlorats på grund av solens inverkan började Mars-atmosfären försvinna.och vattnet försvann med den. Mycket av det förlorade vattnet kunde ha fastnat i stenar i planetens skorpa, enligt en relativt ny NASA-studie.

Forskare analyserade en uppsättning data som samlats in under studien av Mars under många år, och baserat på dem kom de dock till slutsatsen att utsläpp av vatten från atmosfären i rymden är det endast ansvarigt för det partiella försvinnandet av vatten från Mars miljö. Deras beräkningar visar att mycket av det vatten som för närvarande saknas är bundet till mineraler i planetens skorpa. Resultaten av dessa analyser presenterades Evie Sheller från Caltech och hennes team vid den 52:a Planetary and Lunar Science Conference (LPSC). En artikel som sammanfattar resultaten av detta arbete publicerades i tidskriften Nauka.

I studier ägnades särskild uppmärksamhet åt sexuellt umgänge. deuteriumhalt (tyngre isotop av väte) till väte. Deuter förekommer naturligt i vatten till cirka 0,02 procent. mot närvaron av "normalt" väte. Vanligt väte är på grund av sin lägre atommassa lättare att ta sig ut ur atmosfären ut i rymden. Det ökade förhållandet mellan deuterium och väte berättar indirekt för oss hur snabbt vattnet kom ut från Mars till rymden.

Forskarna drog slutsatsen att det observerade förhållandet mellan deuterium och väte och de geologiska bevisen för vattenöverflöd i det förflutna på Mars tyder på att planetens vattenförlust inte kunde ha inträffat enbart som ett resultat av atmosfärisk flykt i Mars förflutna. Plats. Därför har en mekanism föreslagits som kopplar utsläppet till atmosfären med infångningen av en del vatten i klipporna. Genom att verka på stenar tillåter vatten att lera och andra hydratiserade mineraler bildas. Samma process äger rum på jorden.

Men på vår planet leder aktiviteten hos tektoniska plattor till det faktum att de gamla fragmenten av jordskorpan med hydratiserade mineraler smälts in i manteln, och sedan kastas det resulterande vattnet tillbaka i atmosfären som ett resultat av vulkaniska processer. På Mars utan tektoniska plattor är kvarhållandet av vatten i jordskorpan en oåterkallelig process.

Inner Martian Lake District

Vi började med livet under jorden och återkommer till det i slutet. Forskare tror att dess idealiska livsmiljö i mars förhållanden reservoarer kan döljas djupt under lager av jord och is. För två år sedan tillkännagav planetforskare upptäckten av en stor sjö saltvatten under is på Mars sydpolsom å ena sidan möttes av entusiasm, men också med viss skepsis.

Men 2020 bekräftade forskare återigen förekomsten av denna sjö och de hittade tre till. Upptäcktena, rapporterade i tidskriften Nature Astronomy, gjordes med hjälp av radardata från rymdfarkosten Mars Express. "Vi identifierade samma vattenreservoar som upptäcktes tidigare, men vi hittade också tre andra vattenreservoarer runt huvudreservoaren", säger planetforskaren Elena Pettinelli från universitetet i Rom, som är en av medförfattarna till studien. "Det är ett komplext system." Sjöarna är utspridda över ett område på cirka 75 tusen kvadratkilometer. Detta är ett område som är ungefär en femtedel så stort som Tyskland. Den största centrala sjön har en diameter på 30 kilometer och är omgiven av tre mindre sjöar, var och en flera kilometer bred.

7. Visualisering av Mars underjordiska reservoarer

i subglaciala sjöar, till exempel i Antarktis. Mängden salt som finns under marsförhållanden kan dock vara ett problem. Man tror att underjordiska sjöar på mars (7) måste ha en hög salthalt så att vattnet kan förbli flytande. Värme från Mars inre kan verka djupt under ytan, men bara detta, säger forskare, är inte tillräckligt för att smälta isen. "Ur termisk synvinkel måste det här vattnet vara mycket salt", säger Pettinelli. Sjöar med cirka fem gånger salthalten i havsvatten kan försörja liv, men när koncentrationen närmar sig XNUMX gånger salthalten i havsvatten existerar inte liv.

Om vi ​​äntligen kan hitta den liv på Mars och om DNA-studier visar att Mars-organismer är relaterade till jordens organismer, kan denna upptäckt revolutionera vår syn på livets ursprung i allmänhet, och flytta vår syn från rent jorden till jorden. Om studier visade att utomjordingar från mars inte har något med våra liv att göra och utvecklats helt oberoende, skulle detta också innebära en revolution. Detta tyder på att liv i rymden är vanligt eftersom det har sitt ursprung på den första planeten nära jorden.