Τις τελευταίες δεκαετίες, οι τρέχουσες μελέτες μας για τον Άρη αποκάλυψαν μερικά πολύ συναρπαστικά πράγματα για τον πλανήτη. Στη δεκαετία του 1960 και στις αρχές της δεκαετίας του '70, το Ναύτης Οι έρευνες αποκάλυψαν ότι ο Άρης ήταν ένας ξηρός, ψυχρός πλανήτης που πιθανότατα στερείται ζωής. Αλλά καθώς η κατανόησή μας για τον πλανήτη έχει βαθαίνει, έγινε γνωστό ότι ο Άρης κάποτε είχε ένα πιο ζεστό, υγρό περιβάλλον που θα μπορούσε να υποστηρίξει τη ζωή.
Αυτό με τη σειρά του ενέπνευσε πολλαπλές αποστολές των οποίων σκοπός ήταν να βρει αποδεικτικά στοιχεία αυτής της προηγούμενης ζωής. Οι βασικές ερωτήσεις σε αυτήν την αναζήτηση, ωστόσο, είναι πού να ψάξετε και τι να ψάξετε; Σε μια νέα μελέτη με επικεφαλής ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κάνσας, μια ομάδα διεθνών επιστημόνων συνέστησε στις μελλοντικές αποστολές να αναζητήσουν βανάδιο. Αυτό το σπάνιο στοιχείο, ισχυρίζονται, θα μπορούσε να δείξει το δρόμο προς απολιθωμένα στοιχεία της ζωής.
Η μελέτη τους, με τίτλο «Απεικόνιση του βαναδίου σε μικρο-απολιθώματα: μια νέα δυναμική βιογραφία», εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Αστροβιολογία. Με επικεφαλής τον Craig P. Marshall, αναπληρωτή καθηγητή γεωλογίας στο Πανεπιστήμιο του Κάνσας, η διεθνής ομάδα περιελάμβανε μέλη από το Εθνικό Εργαστήριο Argonne, το Τμήμα Γεωλογικών Τεχνικών Υπηρεσιών της Saudi Aramco, το Πανεπιστήμιο της Λιέγης και το Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ.
Για να είμαστε σαφείς, η εύρεση σημείων ζωής σε έναν πλανήτη όπως ο Άρης δεν είναι εύκολη υπόθεση. Όπως ανέφερε ο Craig Marshall σε δελτίο τύπου του Πανεπιστημίου του Κάνσας:
«Έχετε τελειώσει τη δουλειά σας εάν κοιτάζετε αρχαία ιζηματογενή πέτρα για μικρο-απολιθώματα εδώ στη Γη - και ακόμη περισσότερο στον Άρη. Στη Γη, οι βράχοι βρίσκονται εδώ και 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια και οι τεκτονικές συγκρούσεις και ευθυγραμμίσεις έχουν ασκήσει μεγάλη πίεση και πίεση στους βράχους. Επίσης, αυτοί οι βράχοι μπορούν να θάβονται και η θερμοκρασία αυξάνεται με βάθος. "
Στην εφημερίδα τους, ο Μάρσαλ και οι συνάδελφοί του προτείνουν αποστολές όπως της NASA Άρης 2020 rover, το ESA's ExoMars 2020 Το rover και άλλες προτεινόμενες επιφανειακές αποστολές θα μπορούσαν να συνδυάσουν τη φασματοσκοπία Raman με την αναζήτηση του βαναδίου για να βρουν στοιχεία απολιθωμένης ζωής. Στη Γη, αυτό το στοιχείο έχει βρεθεί σε αργά έλαια, άσφαλτα και μαύρες σχιστόλιθες που έχουν σχηματιστεί από την αργή αποσύνθεση βιολογικού οργανικού υλικού.
Επιπλέον, οι παλαιοντολόγοι και οι αστροβιολόγοι έχουν χρησιμοποιήσει τη φασματοσκοπία Raman - μια τεχνική που αποκαλύπτει τις κυτταρικές συνθέσεις δειγμάτων - στον Άρη για κάποιο διάστημα για να αναζητήσουν σημάδια ζωής. Από την άποψη αυτή, η προσθήκη βαναδίου θα παρέχει υλικό που θα ενεργούσε ως βιο-υπογραφή για να επιβεβαιώσει την ύπαρξη οργανικής ζωής σε δείγματα που μελετήθηκαν. Όπως εξήγησε ο Μάρσαλ:
«Οι άνθρωποι λένε,« Αν μοιάζει με ζωή και έχει σήμα Raman του άνθρακα, τότε έχουμε ζωή. Όμως, φυσικά, γνωρίζουμε ότι μπορεί να υπάρχουν ανθρακούχα υλικά που κατασκευάζονται σε άλλες διεργασίες - όπως σε υδροθερμικούς αεραγωγούς - σύμφωνα με τα μοιάζοντας με μικρο-απολιθώματα που έχουν επίσης κάποιο σήμα άνθρακα. Οι άνθρωποι δημιουργούν επίσης υπέροχες δομές άνθρακα τεχνητά που μοιάζουν με μικρο-απολιθώματα - ακριβώς το ίδιο. Λοιπόν, βρισκόμαστε σε μια στιγμή όπου είναι πολύ δύσκολο να πούμε αν υπάρχει ζωή μόνο με βάση τη μορφολογία και τη φασματοσκοπία Raman. "
Δεν είναι η πρώτη φορά που ο Μάρσαλ και οι συν-συγγραφείς του υποστήριξαν τη χρήση του βαναδίου για να αναζητήσουν σημάδια ζωής. Αυτό ήταν το αντικείμενο μιας παρουσίασης που έκαναν στο Συνέδριο Επιστημών της Αστροβιολογίας το 2015. Επιπλέον, ο Marshall και η ομάδα του τονίζουν ότι θα ήταν δυνατόν να εκτελεστεί αυτή η τεχνική χρησιμοποιώντας όργανα που αποτελούν ήδη μέρος της NASA Άρης 2020 αποστολή.
Η προτεινόμενη μέθοδος τους περιλαμβάνει επίσης νέα τεχνική γνωστή ως μικροσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ, η οποία εξετάζει τη στοιχειακή σύνθεση. Για να δοκιμάσει αυτή την τεχνική, η ομάδα εξέτασε θερμικά τροποποιημένα μικρο-απολιθώματα οργανικού τοιχώματος τα οποία κάποτε ήταν οργανικά υλικά) που ονομάζονταν ακριτάρχες). Από τα δεδομένα τους, επιβεβαίωσαν ότι υπάρχουν ίχνη βαναδίου σε μικρο-απολιθώματα που ήταν αναμφισβήτητα οργανικά στην προέλευση.
«Δοκιμάσαμε τους ακριάρχες για να κάνουμε μια απόδειξη της έννοιας σε ένα μικροαποστάσιο όπου δεν υπάρχει καμία αμφιβολία ότι εξετάζουμε τη διατηρημένη αρχαία βιολογία», δήλωσε ο Μάρσαλ. «Η εποχή αυτού του μικρο-απολιθώματος πιστεύουμε ότι είναι Devonian. Αυτοί οι τύποι είναι υδρόβιοι μικροοργανισμοί - πιστεύεται ότι είναι μικροφύκη, ένα ευκαρυωτικό κύτταρο, πιο προηγμένο από τα βακτηρίδια. Βρήκαμε το περιεχόμενο βαναδίου που θα περιμένατε σε κυανοβακτηριακό υλικό. "
Αυτά τα μικρο-απολιθωμένα κομμάτια ζωής, υποστηρίζουν, πιθανώς δεν διαφέρουν πολύ από τα είδη ζωής που θα μπορούσαν να υπήρχαν στον Άρη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Άλλες επιστημονικές έρευνες έχουν επίσης δείξει ότι το βανάδιο είναι το αποτέλεσμα οργανικών ενώσεων (όπως η χλωροφύλλη) από ζωντανούς οργανισμούς που υποβάλλονται σε διαδικασία μετασχηματισμού που προκαλείται από θερμότητα και πίεση (δηλ. Διαγονιδιακή αλλοίωση).
Με άλλα λόγια, αφού τα ζωντανά πλάσματα πεθαίνουν και θάβονται σε ιζήματα, το βανάδιο σχηματίζεται στα ερείπια τους ως αποτέλεσμα του θάφτησής του κάτω από όλο και περισσότερα στρώματα βράχων - δηλαδή απολιθώματα. Ή, όπως το εξήγησε ο Μάρσαλ:
«Το βανάδιο συμπλέκεται στο μόριο της χλωροφύλλης. Οι χλωροφύλλης έχουν συνήθως μαγνήσιο στο κέντρο - υπό ταφή, το βανάδιο αντικαθιστά το μαγνήσιο. Το μόριο της χλωροφύλλης εμπλέκεται στο ανθρακούχο υλικό, διατηρώντας έτσι το βανάδιο. Είναι σαν να έχετε ένα σχοινί αποθηκευμένο στο γκαράζ σας και πριν το αφήσετε να το τυλίξετε, ώστε να μπορείτε να το ξετυλίξετε την επόμενη φορά που θα το χρειαστείτε. Αλλά με την πάροδο του χρόνου στο πάτωμα του γκαράζ μπερδεύεται, τα πράγματα πιάνονται σε αυτό. Ακόμα και όταν κουνάτε το σχοινί σκληρά, τα πράγματα δεν βγαίνουν. Είναι μπερδεμένο χάος. Ομοίως, αν κοιτάξετε ανθρακούχο υλικό υπάρχει ένα μπερδεμένο χάος από φύλλα άνθρακα και έχετε αναμιχθεί το βανάδιο. "
Το έργο υποστηρίχθηκε από μια Διεθνή Επιχορήγηση Έρευνας ARC (IREX) - η οποία χρηματοδοτεί έρευνα που επιδιώκει να βρει βιογραφικές υπογραφές για εξωκυτταρική ζωή - με πρόσθετη υποστήριξη από το Australian Synchrotron και την Προηγμένη Πηγή Φωτονίων στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne. Κοιτώντας μπροστά, ο Marshall και οι συνεργάτες του ελπίζουν να πραγματοποιήσουν περαιτέρω έρευνα που θα περιλαμβάνει τη χρήση της φασματοσκοπίας Raman για τη μελέτη ανθρακούχων υλικών.
Προς το παρόν, η έρευνά τους φαίνεται να έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος. Ο Χάουελ Έντουαρντς, ο οποίος διεξάγει επίσης έρευνα χρησιμοποιώντας τη φασματοσκοπία Raman (και το έργο του οποίου υποστηρίχθηκε από επιχορήγηση ARC), είναι μέλος της ομάδας Mars Explorer της ESA, όπου είναι υπεύθυνος για την οργάνωση ExoMars 2020 πλάνης. Ωστόσο, όπως ανέφερε ο Marshall, η ομάδα ελπίζει επίσης ότι η NASA θα εξετάσει τη μελέτη τους:
«Ας ελπίσουμε ότι κάποιος στη NASA διαβάζει την εφημερίδα. Αρκετά ενδιαφέρον, ο επιστήμονας που είναι ο κύριος πρωταρχικός ερευνητής για το φασματόμετρο ακτίνων Χ για τον διαστημικό ανιχνευτή, το αποκαλούν PIXL, ήταν ο πρώτος του μεταπτυχιακός φοιτητής από το Πανεπιστήμιο Macquarie, πριν από την εποχή του KU. Νομίζω ότι θα της στείλω μήνυμα με το έγγραφο και θα πω, "Αυτό μπορεί να έχει ενδιαφέρον." "
Η επόμενη δεκαετία αναμένεται να είναι μια πολύ ευοίωνη στιγμή για εξερευνητικές αποστολές στον Άρη. Πολλοί αναβάτες θα εξερευνήσουν την επιφάνεια, ελπίζοντας να βρουν τα αόριστα στοιχεία της ζωής. Αυτές οι αποστολές θα βοηθήσουν επίσης να ανοίξει το δρόμο για την αποστολή της NASA στον Άρη μέχρι το 2030, η οποία θα δει αστροναύτες να προσγειώνονται στην επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη για πρώτη φορά στην ιστορία.
Εάν, στην πραγματικότητα, αυτές οι αποστολές βρουν αποδεικτικά στοιχεία για τη ζωή, θα έχει βαθιά επίδραση σε όλες τις μελλοντικές αποστολές στον Άρη. Θα έχει επίσης μια αμέτρητη επίδραση στην αντίληψη της ανθρωπότητας για τον εαυτό της, γνωρίζοντας επιτέλους ότι δισεκατομμύρια χρόνια πριν, η ζωή δεν εμφανίστηκε μόνο στη Γη!
