Τι κοινό έχουν ο άνθρακας, το αργό πετρέλαιο και οι τρούφες; Προχώρα. Θα περιμένουμε
Η απάντηση είναι τα θειοφαίνια, ένα μόριο που συμπεριφέρεται πολύ όπως το βενζόλιο. Το αργό πετρέλαιο, ο άνθρακας και οι τρούφες περιέχουν θειοφαίνια. Κάνετε λοιπόν μερικές άλλες ουσίες. Το MSL Curiosity βρήκε θειοφαίνια στον Άρη, και παρόλο που αυτό δεν αποδεικνύει οριστικά ότι ο Άρης κάποτε φιλοξένησε τη ζωή, η ανακάλυψή του είναι ένα σημαντικό ορόσημο για το rover. Ειδικά επειδή οι τρούφες είναι ζωντανές, και το λάδι και ο άνθρακας ήταν κάποτε.
Ένα απόσπασμα από τον ιστότοπο Curiosity της NASA μας θυμίζει ποια είναι η αποστολή του rover: «Η περιέργεια σχεδιάστηκε για να εκτιμήσει εάν ο Άρης είχε ποτέ ένα περιβάλλον ικανό να υποστηρίξει μικρές μορφές ζωής που ονομάζονται μικρόβια. Με άλλα λόγια, η αποστολή του είναι να προσδιορίσει τη «βιωσιμότητα» του πλανήτη.
Ένα ζευγάρι επιστημόνων από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Βερολίνου πιστεύει ότι η περιέργεια των θειοφαινίων που βρέθηκε στον Άρη θα μπορούσε να είναι μια υπογραφή από την πρώιμη ζωή του Άρη. Εάν έχουν δίκιο, τότε ο Άρης κατοικήθηκε, κάποτε, από απλές μορφές ζωής. Παρουσίασαν τα ευρήματά τους σε ένα νέο έγγραφο.
Το ζευγάρι είναι οι Dirk Schulze-Makuch και Jacob Heinz. Ο Schulze-Makuch είναι επίσης αστροβιολόγος στο Washington State University. Η εφημερίδα τους έχει τίτλο «Θειοφαίνους στον Άρη: Βιοτική ή Αβιοτική Προέλευση;» Δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Astrobiology.
Το MSL Curiosity βρήκε τα θειοφαίνια στα ιζήματα του Άρη. Είναι ένα από τα ενδιαφέροντα μόρια που βρέθηκαν στον Άρη και μπορεί να έχουν βιοτική προέλευση. Τα θειοφαίνια μπορούν επίσης να έχουν μια αβιοτική προέλευση μέσω της διαγονέσεως, οι οποίες είναι φυσικές και χημικές αλλαγές που λαμβάνουν χώρα καθώς τα ιζήματα γίνονται ιζηματογενείς βράχοι.
Για να βρει τα θειοφαίνια στα ιζήματα του Άρη, το Curiosity έπρεπε πρώτα να θερμαίνει το δείγμα πάνω από 500 Κελσίου. Στη συνέχεια, το Curiosity το εξέτασε με το όργανο SAM (Ανάλυση δείγματος στον Άρη). Η SAM ανέλυσε τα αέρια που βγαίνουν από το δείγμα χρησιμοποιώντας αέρια χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας. Το SAM είναι στην πραγματικότητα τρία όργανα σε ένα, και μαζί αναζητούν οργανικά χημικά.
«Προσδιορίσαμε αρκετές βιολογικές οδούς για τα θειοφαίνια που φαίνονται πιο πιθανό από τα χημικά, αλλά χρειαζόμαστε ακόμα απόδειξη», δήλωσε ο Dirk Schulze-Makuch σε δελτίο τύπου. "Αν βρείτε θειοφαίνια στη Γη, τότε θα νομίζατε ότι είναι βιολογικά, αλλά φυσικά στον Άρη, το φραγμό για να το αποδείξετε ότι πρέπει να είναι αρκετά υψηλότερο."
Τα θειοφαίνια έχουν μια δομή που υποδηλώνει πιθανή βιοτική προέλευση. Έχουν τέσσερα άτομα άνθρακα και ένα άτομο θείου διατεταγμένο σε δακτύλιο, με άτομα υδρογόνου. Οι υδρογονάνθρακες είναι βασικά στοιχεία της οργανικής χημείας και μόρια υδρογονανθράκων που περιέχουν άτομα θείου αποτελούν σημαντικό μέρος της μελέτης της οργανικής χημείας.
Υπάρχουν μη βιολογικές πηγές θειοφαινών. Μπορούν να δημιουργηθούν με πρόσκρουση από μετεωρίτες και με μια διαδικασία που ονομάζεται μείωση θερμοχημικών θειικών, όπου οι ενώσεις θερμαίνονται πάνω από 120 Κελσίου (248 F).
Αλλά είναι οι βιολογικές πηγές θειοφαινών που είναι οι πιο ενδιαφέρουσες. Στο μακρινό παρελθόν, ίσως πριν από περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια, ο Άρης ήταν ένα πολύ διαφορετικό μέρος. Πιθανότατα είχε ένα ζεστό και υγρό περιβάλλον που θα μπορούσε να έχει τη ζωή. Αυτά τα αρχαία βακτήρια θα μπορούσαν να είχαν διευκολύνει βιολογικά μια διαδικασία μείωσης θειικού άλατος, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τα θειοφαίνια που ανίχνευσε η περιέργεια.
Η τεχνολογία κινείται γρήγορα. Η περιέργεια ήταν πολύ πιο προχωρημένη από το προκάτοχό του Πνεύμα και Ευκαιρία. Χρησιμοποιεί τεχνολογία που διασπά μεγάλα μόρια σε μικρότερα μόρια για ανάλυση. Αλλά όταν το επόμενο rover Mars, η αποστολή ExoMars της ESA, φτάσει στον κόκκινο πλανήτη, θα φέρει ακόμη πιο προηγμένη τεχνολογία.
Το ExoMars ’MOMA (Mars Organic Molecule Analyzer) είναι το κορυφαίο όργανο αστροβιολογίας στο ExoMars rover και επίσης το μεγαλύτερο όργανο. Είναι λίγο πιο εκλεπτυσμένο από το όργανο του Curiosity και δεν βασίζεται στον κατακερματισμό για τη μελέτη μορίων. Το MOMA θα επιτρέψει τη συλλογή και τη μελέτη μεγαλύτερων μορίων.
Το MOMA θα χρησιμοποιήσει την έννοια της ομοχημικότητας για να προσδιορίσει τα μόρια ως βιοτικά ή αβιοτικά, κάτι που το MSL Curiosity δεν μπορεί να κάνει. Η ομοχημικότητα είναι μια ιδιότητα αμινοξέων και σακχάρων. Πολλά από τα οργανικά μόρια που είναι απαραίτητα για τη ζωή, συμπεριλαμβανομένων των αμινοξέων και των σακχάρων, μπορούν να έρθουν τόσο σε αριστερόχειρες όσο και σε δεξιόχειρες τύπους, που αναφέρονται ως η χειρομορφία τους.
Στη ζωή της Γης, 19 από τα 20 αμινοξέα είναι ομοχικά και αριστερά, ενώ τα σάκχαρα, τα οποία αποτελούν μέρος του RNA και του DNA, είναι ομοχικά και δεξιόχειρα. Η ομοχημικότητα είναι απαραίτητη για έναν αποτελεσματικό μεταβολισμό. Αλλά οι ίδιες χημικές ουσίες που παράγονται σε ένα εργαστήριο θα έχουν ίσες αφθονίες τύπων αριστερού και δεξιού χεριού. Η βασική ιδέα είναι ότι εάν εντοπίσουμε ομοχημικά δομικά στοιχεία της ζωής, πιθανότατα έχουν βιολογική πηγή.
Οι αναλογίες ισοτόπων μπορούν επίσης να διαφοροποιηθούν μεταξύ των ίδιων ατόμων με βιοτική ή αβιοτική προέλευση. Οι Schulze-Makuch και Heinze, οι συγγραφείς αυτού του εγγράφου, πιστεύουν ότι ορισμένα από τα δεδομένα του ExoMars rover πρέπει να χρησιμοποιηθούν για την αναζήτηση ισότοπων άνθρακα και θείου. Συγκεκριμένα, τα ελαφρύτερα ισότοπα και των δύο. Πιστεύουν ότι εκεί είναι πιθανό να βρούμε βιολογική προέλευση.
«Οι οργανισμοί είναι« τεμπέληδες ». Θα προτιμούσαν να χρησιμοποιούν τις ελαφριές παραλλαγές ισότοπου του στοιχείου επειδή τους κοστίζει λιγότερη ενέργεια», δήλωσε ο Schulze-Makuch.
Οι μορφές ζωής τείνουν να μεταβάλλουν την ισορροπία μεταξύ των ελαφρών ισοτόπων και των βαριών ισοτόπων των στοιχείων που παράγουν. Αυτή η αναλογία είναι διαφορετική από την αναλογία στα ίδια στοιχεία στα δομικά στοιχεία τους. Αυτό είναι ένα «ενδεικτικό σημάδι της ζωής» σύμφωνα με τον Schulze Makuch.
Η συζήτηση για τη ζωή στον Άρη συνεχίζεται εδώ και δεκαετίες. Όταν οι εκφορτωτές των Βίκινγκ βρίσκονταν στον Άρη το 1976, πραγματοποίησαν τις πρώτες επιτόπιες μετρήσεις, αναζητώντας οργανικές ενώσεις. Αυτό που βρήκαν εξακολουθεί να είναι κάπως αμφιλεγόμενο σήμερα, επειδή κανένα εργαστηριακό πείραμα δεν μπόρεσε να αναδημιουργήσει πλήρως αυτά τα αποτελέσματα. Ωστόσο, πιστεύεται ευρέως στην επιστημονική κοινότητα ότι τα ευρήματα των Βίκινγκ μπορούν να εξηγηθούν από αβιοτικές πηγές.
Το ExoMars rover είναι το επόμενο βήμα μας στην κατανόηση της βιωσιμότητας του αρχαίου Άρη. Τα πειραματικά του αποτελέσματα μπορεί να μας φέρουν ένα βήμα πιο κοντά στο να γνωρίζουμε οριστικά εάν ο Άρης φιλοξένησε κάποτε τη ζωή. Δυστυχώς, όμως, δεν μπορούμε να φτάσουμε σε αυτό το συμπέρασμα.
«Όπως είπε ο Carl Sagan,« οι εξαιρετικοί ισχυρισμοί απαιτούν εξαιρετικά στοιχεία », είπε ο Schulze-Makuch. «Νομίζω ότι η απόδειξη θα απαιτήσει πραγματικά να στείλουμε ανθρώπους εκεί και ένας αστροναύτης κοιτάζει μέσα από ένα μικροσκόπιο και βλέπει ένα κινούμενο μικρόβιο».
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Η μελέτη βρίσκει οργανικά μόρια που ανακαλύφθηκαν από το Curiosity Rover σύμφωνα με την πρώιμη ζωή στον Άρη
- Δημοσιευμένη μελέτη: Thiophenes on Mars: Biotic or Abiotic Origin;
- Το όργανο Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA): Χαρακτηρισμός οργανικού υλικού στα ιζήματα του Άρη
