Przeprowadzone przez naukowców z NASA badania sugerują, że w złożach lodu na Marsie mogą istnieć warunki sprzyjające mikrobiologicznemu życiu. Odpowiedniej grubości lód może przepuszczać dostatecznie dużo światła, by zapewnić energię do wzrostu i rozmnażania, jednocześnie chroniąc przed promieniowaniem ultrafioletowym.
Czy mikrobiologiczne życie może skrywać się w marsjańskim lodzie? Naukowcy z NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) twierdzą, że odpowiedniej grubości lód, szczególnie na średnich szerokościach geograficznych Czerwonej Planety, mógłby przepuszczać na tyle dużo światła, by umożliwić fotosyntezę. Do tego zapewniałby ochronę przed silnym promieniowaniem ultrafioletowym, a obecne w nim drobinki pyłu nagrzewając się mogłyby powodować miejscowe topnienie lodu, dostarczając ciekłej wody, która jest niezbędna życiu, przynajmniej takiemu, jakie znamy.
Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Communications Earth & Environment” (DOI: 10.1038/s43247-024-01730-y).
Mikrobiologiczne życie na Marsie?
Naukowcy z JPL sądzą, że woda roztopowa pod marsjańskim lodem może być siedliskiem życia. Do takich wniosków doszli w trakcie badań z wykorzystaniem modelowania komputerowego. W swoich pracach wykazali, że ilość światła słonecznego, która może przenikać przez lód, wystarczyłaby do zajścia fotosyntezy w płytkich zbiornikach wody roztopowej pod powierzchnią lodu. Badacze podkreślają, że podobne kieszenie wodne, które tworzą się w lodzie na Ziemi, tętnią życiem, w tym glonami, grzybami i mikroskopijnymi sinicami, które czerpią energię z fotosyntezy.
– Jeśli dzisiaj próbujemy znaleźć życie gdziekolwiek we Wszechświecie, odsłonięte warstwy lodu marsjańskiego są prawdopodobnie jednym z najbardziej dostępnych miejsc, w których powinniśmy szukać – powiedział Aditya Khuller z JPL, główny autor publikacji.
Mars ma dwa rodzaje lodu: zamarzniętą wodę i zamarznięty dwutlenek węgla. W swojej pracy naukowcy przyglądnęli się lodowi wodnemu, którego duże ilości powstały ze śniegu zmieszanego z pyłem, który spadł na powierzchnię Marsa podczas serii epok lodowych w ciągu ostatniego miliona lat. Ten starożytny śnieg od tego czasu zestalił się w lód i nadal usiany jest okruchami pyłu.
Drobinki pyłu
Chociaż cząsteczki pyłu mogą przesłaniać światło w głębszych warstwach lodu, są kluczowe dla wyjaśnienia, w jaki sposób podpowierzchniowe zbiorniki wody mogą tworzyć się w lodzie po wystawieniu na działanie promieni słonecznych. Ciemny pył pochłania więcej światła słonecznego niż otaczający lód, co powoduje, że lód się nagrzewa i topi, tworząc kieszenie ciekłej wody wewnątrz lodu.
Zjawisko to nie ma szans zajść na powierzchni Czerwonej Planety, ze względu na cienką, suchą atmosferę planety, w której, jak uważają naukowcy, lód wodny sublimuje – zamienia się bezpośrednio w gaz – tak jak suchy lód na Ziemi.
Kriokonity
Na Ziemi pył w lodzie może tworzyć tak zwane kriokonity – małe wnęki czy zagłębienia, które tworzą się w lodzie, gdy osiadają na nim cząsteczki pyłu nawiewanego przez wiatr. Drobinki pyłu pochłaniają światło słoneczne topiąc lód. Każdego lata zagłębienia te są coraz większe. Ostatecznie, gdy te cząsteczki pyłu przemieszczają się coraz głębiej, dociera do nich coraz mniej światła. Wówczas przestają opadać głębiej, ale nadal generują wystarczająco dużo ciepła, aby utworzyć wokół siebie kieszeń wody roztopowej. W wodzie tej kwitną różnorakie ekosystemy.
– To powszechne zjawisko na Ziemi. Gęsty śnieg i lód mogą topnieć od wewnątrz, wpuszczając światło słoneczne, które ogrzewa je jak w szklarni, zamiast topnieć od góry w dół – powiedział Phil Christensen z Arizona State University w Tempe, współautor publikacji. Christensen oraz jego kolega Gary Clow z University of Colorado w Boulder we wcześniejszych badaniach modelowali, w jaki sposób woda w stanie ciekłym może tworzyć się w pylistej pokrywie śnieżnej na Czerwonej Planecie. Praca ta stanowiła podstawę tych badań.
Warunki sprzyjające życiu
Naukowcy w swoich pracach ustalili, że w miarę czysty lód przepuszcza wystarczająco dużo światła, aby fotosynteza mogła zachodzić na głębokości nawet trzech metrów pod powierzchnią. Z kolei lód zawierający 0,01–0,1 proc. pyłu potencjalnie mógłby stworzyć warunki sprzyjające fotosyntezie na głębokości od 5 do 38 centymetrów, w zależności od wielkości i czystości kryształków lodu. Bardzo zanieczyszczony drobinkami pyłu lód blokowałby zbyt dużo światła słonecznego.
Kieszenie ciekłej wody powstałe w wyniku nagrzania okruszków pyłu byłyby chronione przez górne warstwy lodu przed parowaniem. Jednocześnie lód zapewniałby ochronę przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym. Według ustaleń, taki scenariusz mógłby zachodzić między 30 a 60 stopniem szerokości geograficznej, zarówno na półkuli północnej, jak i południowej. Obszary polarne na Marsie byłyby zbyt zimne dla tego procesu.
Naukowcy teraz zaczynają mapować najbardziej prawdopodobne miejsca na Marsie, w których można by szukać płytkich kieszeni wody roztopowej. Lokalizacje te mogłyby być celem dla przyszłych misji na Czerwoną Planetę.
Uczeni podkreślają, że ich badania nie oznaczają, że życie jest lub kiedykolwiek było obecne na Marsie, a jedynie wskazują na potencjalne istnienie obszarów, w których warunki mogłyby sprzyjać życiu.
Źródło: Jet Propulsion Laboratory, IFLScience, fot. NASA/ JPL
