Analiza próbek pobranych w kraterze Gale przez łazik Curiosity dostarczyła intrygujących informacji. Kilka z nich okazało się być bogatymi w pewien rodzaj węgla, który na Ziemi jest związany z procesami biologicznymi.
Wysłany przez NASA na Marsa łazik Curiosity od 2012 roku przemierza pustkowia Czerwonej Planety, wiercąc w skałach i przepuszczając pobrane próbki przez zaawansowane laboratorium chemiczne, które ma na pokładzie. Łazik poszukuje dowodów na istnienie pradawnego życia na Marsie. Ostatnie jego odkrycia są niezwykle ciekawe. Naukowcy w próbkach analizowanych przez Curiosity dostrzegli, że węgiel uwięziony w kilku skałach badanych przez łazik zawiera lekkie izotopy. Na Ziemi podobna sygnatura byłaby mocnym dowodem na istnienie pradawnego życia mikrobiologicznego.
Wyniki ostatnich analiz próbek z Marsa ukazały się na łamach pisma „Proceedings of the National Academy of Sciences” (DOI: 10.1073/pnas.2115651119).
Chociaż odkrycie jest fascynujące, to niekoniecznie wskazuje na pradawne życie na Marsie. Uczeni nie znaleźli jeszcze rozstrzygających dowodów potwierdzających istnienie tam życia w zamierzchłej przeszłości, choć gdyby podobnego odkrycia dokonano na Ziemi, dość szybko orzekliby, że to pozostałości mikrobiologicznego życia. Jednak Mars różni się od naszej planety i wiele procesów tam zachodzących pozostaje tajemnicą. Dlatego nie można wyciągnąć ostatecznych wniosków na podstawie przykładów z Ziemi. Potrzeba dalszych badań, jak wskazują naukowcy, by z pełnym przekonaniem ustalić, co spowodowało powstanie intrygujących substancji chemicznych.
- Znajdujemy na Marsie rzeczy, które są bardzo interesujące, ale naprawdę potrzebujemy więcej dowodów, aby z całą pewnością stwierdzić, że zidentyfikowaliśmy życie – powiedział Paul Mahaffy, obecnie emerytowany pracownik NASA, który wcześniej zajmował się analizami wyników dostarczonych z laboratorium na pokładzie łazika Curiosity. - Zastanawiamy się więc, co jeszcze mogło spowodować sygnaturę węglową, którą zaobserwowaliśmy, jeśli nie życie? - dodał.
Curiosity wylądował w leżącym na południe od równika kraterze Gale z misją ustalenia, czy w tym obszarze mogło kiedykolwiek istnieć mikrobiologiczne życie. Miejsce lądowania zostało wybrane na podstawie zdjęć satelitarnych, które pokazały, że prawdopodobnie w zamierzchłej przeszłości występowała tam ciekła woda. Fotografie ujawniły ujścia dwóch kanałów z krateru, którymi, jak sądzą badacze, niegdyś płynęła rzeka, a co za tym idzie, niosła ze sobą masę osadów, których część osiadła w pobliżu ujść wody z krateru.
Na podstawie dotychczasowych badań naukowcy ustalili, że dno krateru Gale było niegdyś środowiskiem potencjalnie nadającym się do wsparcia życia, zawierającym system jezior i strumieni.
W nowych analizach uczeni dokładnie sprawdzili ponad 20 próbek sproszkowanej skały, które Curiosity zebrał przy pomocy wiertła udarowego z różnych miejsc w okresie od sierpnia 2012 roku do lipca 2021 r. Odkryli, że prawie połowa tych próbek zawiera węgiel-12, lżejszy z dwóch stabilnych izotopów węgla. Izotopy to różne wersje danego pierwiastka różniące się liczbą neutronów w swoich jądrach atomowych. Na przykład węgiel-12 ma sześć neutronów, a znacznie mniej rozpowszechniony węgiel-13 ma ich siedem. Próbki o wysokiej zawartości węgla-12 pochodziły z pięciu różnych miejsc w kraterze Gale.
Na Ziemi organizmy preferują węgiel-12 do swoich procesów metabolicznych, więc znalezienie tego izotopu w starożytnych próbkach ziemskich skał jest ogólnie interpretowane jako sygnał chemii biotycznej. Jednak cykle węgla na Marsie nie są wystarczająco dobrze poznane, aby poczynić podobne założenia dla odkryć z Czerwonej Planety.
Skąd zatem węgiel-12 na Marsie? Pierwszą i najbardziej kuszącą dla naukowców odpowiedzią jest mikrobiologiczne życie wytwarzające metan, który po interakcji ze światłem ultrafioletowym (UV) w powietrzu Czerwonej Planety został przekształcony w bardziej złożone cząsteczki organiczne. Cząsteczki te następnie opadły na powierzchnię i z czasem zostały włączone w strukturę skał, na które natknął się Curiosity.
Innym wytłumaczeniem zaobserwowanych izotopów węgla mogłyby być podobne reakcje z udziałem światła UV i niebiologicznego dwutlenku węgla, zdecydowanie najpowszechniejszego gazu w atmosferze Marsa. One również mogły przynieść rezultat w postaci węgla-12. Możliwe jest także to, że Układ Słoneczny dryfował dawno temu przez gigantyczny obłok molekularny bogaty w węgiel-12.
- Wszystkie trzy wyjaśnienia pasują do danych. Po prostu potrzebujemy więcej informacji, aby je wykluczyć lub potwierdzić – powiedział kierujący badaniami Christopher House z Penn State University. - Ziemskie procesy, które mogłyby wytworzyć sygnał węglowy podobny do tego, co wykrywamy na Marsie, są biologiczne. Musimy zrozumieć, czy to samo wyjaśnienie działa dla Marsa, czy też istnieją inne wyjaśnienia, ponieważ Mars jest zupełnie inny – dodał House.
Nowe ustalenia są bardzo ciekawe, ale trzeba zaznaczyć, że marsjańskie łaziki już wcześniej odkrywały związki organiczne. Na przykład w 2019 roku Curiosity natknął się na pióropusze metanu - najprostszej cząsteczki organicznej - uwalniane z powierzchni Marsa. I właśnie ten metan może posłużyć badaczom do sprawdzenia koncepcji wytworzenia węgla-12 przez mikrobiologiczne życie. Gdyby udało się jeszcze raz natknąć się na smugi metanu i pobrać próbki można by przeanalizować w nich zawartość węgla.
- Byłoby dobrze, gdyby łazik wykrył duży obłok metanu i zmierzył na jego podstawie izotopy węgla. Jednak do tej pory żaden łazik nie pobrał próbki wystarczająco dużej, aby można było zmierzyć izotopy – zaznaczył House.
Jednak przede wszystkim należy poznać cykl obiegu węgla na Czerwonej Planecie. Węgiel jest szczególnie ważny, ponieważ ten pierwiastek znajduje się w całym życiu na Ziemi. Mars jest mniejszy, chłodniejszy, ma słabszą grawitację i inne gazy w swojej atmosferze. Dodatkowo węgiel na Marsie mógłby krążyć bez udziału życia.
Zrozumienie, w jaki sposób krąży węgiel na Marsie pomoże naukowcom interpretować wyniki analiz pobranych tam próbek. Curiosity jest pierwszym łazikiem wyposażonym w narzędzia do badania izotopów węgla na powierzchni Marsa.- Zdefiniowanie obiegu węgla na Marsie jest absolutnie kluczem do zrozumienia, jak życie może pasować do tego cyklu. Zrobiliśmy to naprawdę skutecznie na Ziemi, ale dopiero zaczynamy definiować ten cykl dla Marsa – powiedział Andrew Steele z Carnegie Institution for Science.
Źródło: Science, Penn State University, fot. NASA/ JPL- Caltech/ MSSS
