Nowa analiza cząsteczek organicznych znalezionych w marsjańskiej glebie w kraterze Gale ujawniła intrygującą możliwość. Naukowcy badający, w jaki sposób mogły one powstać na Czerwonej Planecie doszli do wniosku, że nie można wykluczyć, iż te cząsteczki mają pochodzenie biologiczne.
W czerwcu 2018 roku NASA poinformowała o odkryciu przez łazik Curiosity szeregu związków organicznych na powierzchni Marsa. Po wwierceniu się na głębokość zaledwie pięciu centymetrów w skały osadowe w kraterze Gale łazik natrafił na trzy różne rodzaje cząsteczek organicznych. Badacze uważają, że krater był niegdyś wypełniony wodą, gdy Mars był cieplejszą i bardziej wilgotną planetą. Skały, z których łazik pobrał próbki to tzw. mułowce, skały osadowe będące scementowanym mułem. Ich wiek badacze oszacowali na około 3,5 miliarda lat. Próbki pobrano z dwóch różnych stanowisk.
Łazik przesłał na Ziemie informacje o odkryciu związków aromatycznych, alifatycznych i tiofenów. Te ostatnie udało się wykryć także przy pomocy chromatografii gazowej ze spektrometrią masową. Tiofeny na Ziemi można znaleźć w węglu czy białych truflach, grzybie, który jest jednym z najdroższych produktów spożywczych na świecie. Znajdują się też w ropie naftowej, która powstała przez przeobrażenie się szczątków roślin i zwierząt.
Astrobiolog z Uniwersytetu Stanu Waszyngton Dirk Schulze-Makuch oraz Jacob Heinz z Uniwersytetu Technicznego w Berlinie badali, w jaki sposób tiofeny mogły powstać na Czerwonej Planecie. W publikacji, która ukazała się w piśmie „Astrobiology” sugerują, że procesy biologiczne, najprawdopodobniej z udziałem bakterii, mogły odegrać kluczową rolę w powstaniu tego organicznego związku znalezionego w marsjańskiej glebie.
- Zidentyfikowaliśmy kilka szlaków biologicznych dla tiofenów, które wydają się najbardziej prawdopodobne, ale wciąż potrzebujemy dowodów - powiedział Dirk Schulze-Makuch. - Jeśli znajdziesz tiofeny na Ziemi, skłaniasz się raczej do tego, że mają pochodzenie biologiczne, ale w przypadku Marsa poprzeczka zwieszona jest wysoko i trzeba to udowodnić – dodał.
Schulze-Makuch i Heinz nie mogli wykluczyć procesów niebiologicznych prowadzących do zaistnienia tych związków na Marsie. Istnieje wiele sposobów, w jakich tiofeny mogły pojawić się na Czerwonej Planecie bez konieczności podpierania się biologicznym pochodzeniem. Na przykład tiofeny wykryto w meteorytach, więc mogły dostać się na Czerwoną Planetę wraz z kosmiczną skałą.
Tiofeny mogły również powstać w procesie zwanym termochemiczną redukcję siarczanów (thermochemical sulphate reduction – TRS), gdy siarka reaguje z węglowodorami organicznymi w temperaturach wyższych niż 120 stopni Celsjusza. Choć ta reakcja jest abiotyczna, czyli przebiega w procesach niebiologicznych, to zarówno węglowodory, jak i siarka mogły być pochodzenia biologicznego. Procesy geologiczne mogły wytwarzać ciepło potrzebne do TSR, szczególnie w czasach, gdy Mars był aktywny wulkanicznie. Aktywność wulkaniczna mogła również dostarczyć siarkę.
W scenariuszu biologicznym bakterie, które mogły istnieć ponad trzy miliardy lat temu, gdy Mars był cieplejszy i bardziej wilgotny, mogły ułatwić proces redukcji siarczanów, w wyniku którego powstają tiofeny. Istnieją również inne ścieżki, w których same tiofeny są rozkładane przez bakterie.
Chociaż łazik Curiosity dostarczył wielu wskazówek, wykorzystuje technikę analizy zwaną pirolizą, która ogrzewa próbki do ponad 500 stopni Celsjusza. To sprawia, że nie wszystko da się ustalić za pomocą tej metody.
Kolejne kawałki układanki powinien dostarczyć następny łazik - Rosalind Franklin z misji ExoMars, który według planów powinien wystartować w lipcu tego roku, choć ostatnie doniesienia mówią, że misji zagrażają opóźnienia związane z testami spadochronów. Gdyby tak się stało, misja musiałaby czekać na kolejne okno startowe 2,5 roku.
Łazik Rosalind Franklin ma być wyposażony w instrument o nazwie Mars Organic Molecule Analyzer, który wykorzystuje mniej niszczące próbki techniki analizy, co pozwoli na bardziej precyzyjne badania. Być może uda się dzięki niemu zbadać izotopy węgla i siarki. Izotopy są odmianami pierwiastków chemicznych, które mają inną liczbę neutronów niż typowa postać.
- Organizmy są leniwe. Wolą raczej lekkie odmiany izotopów pierwiastka, ponieważ kosztuje to mniej energii – powiedział Schulze-Makuch. Jednak nawet jeśli łazik Rosalind Franklin prześle dane o izotopach, może to nie wystarczyć, by udowodnić, że na Marsie istnieje lub kiedyś istniało życie. - Jak powiedział Carl Sagan „nadzwyczajne roszczenia wymagają nadzwyczajnych dowodów”. Myślę, że uzyskanie dowód będzie wymagał wysłania tam ludzi – dodał.
Żródło: Washington State University, fot. NASA/JPL-Caltech
