Nový výzkum naznačuje, že starověký Mars měl pravděpodobně dostatek chemické energie, aby mikrobi mohli prosperovat pod zemí. "Na základě základních fyzikálních a chemických výpočtů jsme prokázali, že podpovrchová vrstva starověkého Marsu pravděpodobně měla dostatek rozpuštěného vodíku k pohonu globální podpovrchové biosféry," říká Jesse Tarnas, postgraduální student na Brown University a hlavní autor studie, publikovaný v Earth and Planetetary Science. Písmena ".
"Podmínky v této potenciálně obyvatelné oblasti by mohly být podobné podmínkám na Zemi, kde existuje podzemní život."
Kde se skrývá život na Marsu?
Země je domovem tzv. Podpovrchových lithotrofních mikrobiálních systémů. V nepřítomnosti slunečního záření tyto podzemní mikroby často berou svou energii stripováním elektronů z molekul v jejich prostředí. Rozpuštěný molekulární vodík je vynikajícím dárcem elektronů. Živí takové mikroby na Zemi.
Nový výzkum ukazuje, že radiolyzační proces, při kterém záření rozděluje molekuly vody na jejich vodíkový a kyslík, by mohl ve starém marťanském podzemí vytvořit mnoho vodíku. Vědci odhadují, že koncentrace vodíku v kůře před 4 miliardami let měla být zhruba srovnatelná s koncentrací na Zemi, která dnes živí mnoho mikrobů.
Tato zjištění neznamenají, že život rozhodně existoval na starověkém Marsu, ale naznačují, že pokud by život existoval, mělo by marťanské podzemí potřebné ingredience, aby ho udržely stovky milionů let. Tato práce má také důsledky pro budoucí průzkum Marsu, protože oblasti, kde vychází starověké podpovrchové pole, by mohly být skvělým místem pro hledání starého života.
Propagační video:
Jde do podzemí
Od té doby, co vyšlo najevo, že řeky a jezera kdysi proudily na Mars, byli vědci posedlí možností, že by Rudá planeta mohla mít život. Ale zatímco důkazy o existenci vody v minulosti jsou nezvratné, není jasné, do jaké míry na marťanské historii voda skutečně tekla. Nejlepší klimatické modely pro raný Mars vytvářejí teploty, které sotva překračují bod mrazu, což znamená, že vlhká období planety by mohla být velmi krátká. Toto není nejlepší scénář pro udržení života na povrchu po dlouhou dobu, a proto někteří vědci věří, že minulý marťanský život pod povrchem se mohl cítit lépe.
Vědci studovali data z gama spektrometru, který letí na palubu Mars Odyssey. Mapovali množství radioaktivních prvků thoria a draslíku v marťanské kůře. Z mapy se jim podařilo najít třetí radioaktivní prvek, uran. Rozpad těchto tří prvků poskytuje záření, které vede k radiolytickému rozpadu vody. A protože tyto prvky se rozkládají určitým tempem, lze pomocí hojného modelu vypočítat přítomnost prvků před 4 miliardami let. Tým tedy přišel s myšlenkou na radioaktivní ohnisko, které aktivně tlačilo radiolyzaci.
Dalším krokem bylo odhadnout, kolik vody bylo pro toto záření k dispozici. Geologické důkazy naznačují, že porézní horniny starověké marťanské kůry skrz póry pronikaly hodně podzemní vody. Vědci použili měření hustoty marťanské kůry, aby zhruba odhadli, kolik pórů bylo k dispozici pro naplnění vodou.
Nakonec tým použil geotermální a klimatické modely k určení, kde by mohl být starověký život. Nemělo to být tak chladné, že ne všechna voda ztuhla, ale ani příliš teplá.
Spojením těchto analýz vědci dospěli k závěru, že Mars měl pravděpodobně globální podpovrchovou potenciálně obývatelnou zónu několik kilometrů silnou. V této zóně produkce vodíku pomocí dialýzy generovala více než dostatek chemické energie na podporu mikrobiálního života, na základě toho, co víme na Zemi. A tato zóna musela přetrvávat stovky milionů let.
Tato zjištění přetrvávala, i když vědci simulovali různé scénáře klimatu - některé teplejší, jiné chladnější. Je pozoruhodné, Tarnas řekl, že množství podzemního vodíku dostupného jako zdroj energie se zvyšuje v extrémně chladných klimatických scénářích. Protože silnější vrstva ledu nad obyvatelnou zónou slouží jako kryt, který zabraňuje úniku vodíku z podpovrchu.
"Lidé mají představu, že chladné podnebí raného Marsu je pro život špatné, ale jak vidíme, v chladném podnebí je pro život pod zemí více chemické energie," říká Tarnas. "Myslíme si, že by to mohlo změnit postoje lidí k klimatu a minulému životu na Zemi."
Důsledky výzkumu
Tarnas a hořčice tvrdí, že tato zjištění pomohou pochopit, kam poslat další kosmickou loď, aby hledala známky života na Marsu.
"Jednou z nejzajímavějších možností průzkumu je nalezení bloků megabreccie - kousky skály, které byly roztrhnuty ze země dopadem meteoritu," říká Tarnas. "Mnoho z nich pocházelo z hloubky obyvatelné zóny a nyní jsou často nedotčeni na povrchu."
Hořčice, která se intenzivně zapojila do výběrového řízení na roveru Mars 2020, říká, že tyto druhy bloků breccia jsou přítomny alespoň ve dvou lokalitách přezkoumaných agenturou NASA: Northeast Syrtis Major a Midway.
Ilya Khel