5 Minutės
Perseverance atradimas Jezero krateryje
Per pastaruosius metus NASA zondo Perseverance surinkti duomenys, kaip tyrėjai teigia, pateikė iki šiol įtikinamiausius vietinius įrodymus, kad Marse galėjo vykti mikrobiniai procesai. Atradimas susijęs su uoliena, pavadinta Chevaya Falls, ir dviem netoliese esančiais taikiniais Bright Angel formacijoje — Sapphire Canyon ir Apollo Temple —, esančiais Jezero kraterio dugne, baseine, kuriame anksčiau ilgai buvo skysto vandens.
Pagrindinis autorius Joel Hurowitz (Stony Brook University) ir jo komanda atliko išsamią Perseverance instrumentų komplekto matavimų analizę. Jų darbas rodo, kad geriausias paaiškinimas išskirtinėms „leopardo“ dėmių tekstūroms ant šių uolienų yra biologinė veikla. Nors rezultatai nėra galutiniai — gyvenimą patvirtinti reikės mėginių grąžinimo ir laboratorinių tyrimų Žemėje — mineraliniai ir cheminiai raštai yra itin įtikinami ir verti nuodugnesnio tolesnio tyrimo.
Cheminiai žymenys ir mineralogija
Perseverance aptiko organinius junginius — anglimi praturtintą medžiagą — Bright Angel mėginiuose. Organinis anglis Marse gali atsirasti tiek biologiniais, tiek abiotiniais keliais, todėl viena išvestis nepatvirtina gyvybės. Tačiau atradimo reikšmė slypi bendrame kontekste: molingos pagrindinės uolienos (įrodymas apie praeities vandenį), kalcio sulfato gyslos, atskirtos hematitu praturtintomis siūlėmis, ir išskirtinės geležimi praturtintos „leopardo“ dėmės, kurios praturtintos geležies fosfatais ir geležies sulfidais — mineralais, labiausiai atitinkančiais vivianitą ir greigitą.
Žemėje fosfatai ir geležies sulfidai dažnai siejami su mikrobiniais metabolizmais nuosėdose. Mikroorganizmai oksiduoja ir redukuoja chemines rūšis — procesą, vadinamą redoks ciklais — naudodami organinę medžiagą kaip energijos šaltinį ir elementus, tokius kaip geležis ir siera, kaip elektronų akceptorius arba donorą. Geobiologas Michael Tice (Texas A&M University) pažymi: „Svarbu ne tik mineralai, bet ir jų išdėstymas šiose struktūrose, tai leidžia manyti, jog jos susidarė per geležies ir sieros redoks ciklus.“ Panašūs erdviniai išdėstymai Žemėje dažnai susidaro ten, kur mikrobinės bendruomenės aktyviai apdoroja organinę medžiagą ir „kvėpuoja“ rūdimu (geležies oksidais) arba sulfatais.
Abiotinės prieš biotines susidarymo galimybes modeliuojant
Tyrėjų komanda modeliavo alternatyvius nebio-geninius (abiotinius) kelius, galinčius sukurti stebimą mineralinį asortimentą. Jie nustatė, kad abiotinis sulfato į sulfidą redukcijos kelias gali atkartoti kai kurias savybes, tačiau tik ekstremaliomis ir mažai tikėtinomis sąlygomis Bright Angel mėginiams: labai žemas pH (didelis rūgštingumas) arba ilgesnis temperatūros poveikis virš maždaug 150–200 °C. Tokios sąlygos paliktų kitus terminio arba cheminio poveikio požymius; Bright Angel uolienose tokių plataus masto kaitinimo ar rūgštinės alteracijos įrodymų nematyti.
Taigi, nors abiotinės hipotezės teoriškai išlieka įmanomos, jos mažiau atitinka visą stebėjimų rinkinį. Priešingai, biotinis aiškinimas pateikia nuoseklų paaiškinimą, paaiškinantį molių (vandenio paveiktų mineralų), organikos, kalcio sulfato, hematito siūlių ir geležies fosfato/geležies sulfido dėmėtų tekstūrų sambūvį.
Misijos kontekstas ir mėginių grąžinimo būtinybė
Perseverance turi galingą nuotolinių ir kontaktiškų instrumentų rinkinį, gebantį atlikti aukštos kokybės vietinius geocheminius ir mineraloginius tyrimus, tačiau šie įrankiai yra riboti, palyginti su laboratorinėmis metodikomis Žemėje. Senovinės mikrobinės gyvybės patvirtinimui reikalingi izotopiniai matavimai, nanometrinio mastelio mikroskopija ir sudėtingos organinių molekulių atskirties bei sekvenavimo procedūros, kurias gali atlikti tik žemiškos laboratorijos. Būtent dėl to zondas surinko mėginius, skirtus būsimosioms Mars Sample Return kampanijoms. Mokslininkai nekantriai laukia šių uolienų šerdžių.
Kas toliau?
Tyrėjų komanda rekomenduoja tikslingus laboratorinius eksperimentus Žemėje, imituojančius tiek biologinius, tiek abiotinius redoks procesus, galinčius sukurti stebimas struktūras. Tokie eksperimentai padės patikslinti, ko ieškoti grąžintuose mėginiuose, ir sumažinti neaiškumą interpretuojant biosignatus Marse.
Eksperto įžvalga
Dr. Elena Martín, planetinė geochemikė (fiktyvus ekspertas), komentuoja: „Bright Angel atradimai yra puikus pavyzdys, kaip kontekstas svarbus astrobiologijoje. Organiniai junginiai vieni savaime yra įdomūs, tačiau kai jie sutampa su redoks jautriais mineralais, išdėstytais taip, kad atitinka biologinį ciklą, praeities mikrobų veiklos hipotezė tampa labiau tikėtina. Vis dėlto galutinį įrodymą suteiks mėginių grąžinimas ir tikslūs laboratoriniai tyrimai, kurie galės atskirti biologinius ženklus nuo abiotinių."
Pasekmės planetų mokslui ir astrobiologijai
Jei grąžinti mėginiai patvirtintų šiuos rezultatus, Bright Angel atradimas reikštų paradigmos pasikeitimą: tiesioginį įrodymą, kad metaboliniai procesai, panašūs į Žemės mikroorganizmų, veikė ankstyvajame Marso aplinkoje. Pasekmės viršytų vienos vietos ribas — jos paveiktų tai, kaip vertinama planetų tinkamumas gyvybei, kaip parenkami biosignatai būsimoms misijoms ir kaip suprantame vandens, chemijos ir galimos gyvybės bendraevolutionį vidinėje Saulės sistemoje.
Be to, kadangi seniausios Žemės uolienos yra stipriai pakeistos tektonikos ir aukštos temperatūros metamorfozės, Marsas suteikia unikalų archyvą, kuriame delikačios biosignatus saugančios sąlygos gali išlikti milijardams metų. Galimos geležies-sieros-organinės sąveikos stebėjimas kitoje planetoje yra moksliniu požiūriu išskirtinis.
Išvados
Perseverance stebėjimai Bright Angel formacijoje — ypač Chevaya Falls ir gretimų uolienų „leopardo“ dėmių tekstūros — pateikia iki šiol stipriausią vietinį argumentą, kad Marse galėjo būti mikrobiniai procesai. Nors abiotiniai keliai negali būti visiškai atmesti, jie reikalautų sąlygų, kurių nepalaiko esami duomenys. Galutinį sprendimą lems Marso mėginių grąžinimas į Žemę, kur pažangios laboratorinės technikos galės patvirtinti arba paneigti biologinę kilmę. Iki tol šie rezultatai sutelkia mokslinį dėmesį į tikslingus eksperimentus, patobulintus modelius ir spartesnį kelią link mėginių grąžinimo misijų, kurios galėtų atsakyti į vieną iš giliausių žmonijos klausimų: ar gyvybė kada nors atsirado už Žemės ribų?
Šaltinis: nature
Komentarai