5 Minuten
Perseverance atradimas Jezero krateryje
Duomenys, kuriuos per pastaruosius metus surinko NASA zondas Perseverance, pateikė, kaip tyrėjai teigia, įtikinamiausius vietinius (in situ) įrodymus iki šiol, kad Marse kadaise galėjo vykti mikrobų procesai. Atranka susijusi su akmeniu, vadinamu Chevaya Falls, ir dviem šalia esančiais taikiniais Bright Angel formacijoje — Sapphire Canyon ir Apollo Temple — esančiais Jezero kraterio dugne, baseine, kuriame anksčiau išliko nuolatinis skystas vanduo.
Pagrindinis autorius Joel Hurowitz (Stony Brook University) ir jo komanda atliko išsamią Perseverance instrumentų rinkinio matavimų analizę. Jų darbas rodo, kad geriausias paaiškinimas unikaliai leopardo dėmių tekstūrai ant šių uolienų yra biologinė veikla. Nors rezultatai nėra galutiniai — gyvenimo patvirtinimui reikalingi mėginių pargabenimas ir laboratoriniai tyrimai Žemėje — mineraliniai ir cheminiai modeliai yra labai įtikinami ir reikalauja išsamaus tolimesnio tyrimo.
Cheminiai pėdsakai ir mineralogija
Perseverance aptiko organinius junginius — anglimi turtingą medžiagą — Bright Angel mėginiuose. Organinė anglis Marse gali susidaryti tiek per biologinius, tiek per abiotinius kelius, todėl ji vien savaime nėra diagnozinė. Tačiau atradimo reikšmė atsiskleidžia kartu su kontekstu: molingas uolienų pagrindas (įrodymas apie praeities vandenį), kalcio sulfato venos, atskirtos hematitu praturtintomis siūlėmis, ir savitos geležies turinčios „leopardo“ dėmės, praturtintos geležies fosfatais ir geležies sulfidų mineralais, kurie geriausiai atitinka vivianitą ir greigitą.
Žemėje fosfatai ir geležies sulfidai dažnai siejami su mikrobų medžiagų apykaita 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: „Ne tik mineralai, bet ir jų išsidėstymas šiose struktūrose rodo, jog jos galėjo susiformuoti per geležies ir sieros redoks ciklus.“ Panašūs erdviniai išdėstymai Žemėje dažnai susidaro vietose, kur mikrobinės bendrijos aktyviai apdoroja organinę medžiagą ir „kvėpuoja“ rūdimis (geležies oksidais) ar sulfatais.
Abiotinių ir biotinių formavimosi modeliavimas
Tyrėjų komanda modeliuodama nagrinėjo alternatyvius nebio-geninius (abiotinius) kelius, galinčius suformuoti stebėtą mineralinį asortimentą. Jie nustatė, kad abiotinis kelias nuo sulfato iki sulfido galėtų atkartoti kai kurias ypatybes, bet tik esant ekstremalioms ir mažai tikėtinoms Bright Angel mėginių sąlygoms: labai žemas pH (stiprus rūgštumas) arba ilgai išliekanti temperatūra, viršijanti maždaug 150–200 °C. Tokios sąlygos paliktų papildomus terminio ar cheminio poveikio pėdsakus; Bright Angel uolienos nerodo įrodymų apie tokį intensyvų kaitinimą ar rūgštinį pakeitimą.
Taigi, nors abiotinės hipotezės teoriškai lieka galimos, jos mažiau dera su visaptisniu stebėjimų rinkiniu. Priešingai, biologinė interpretacija siūlo nuoseklų paaiškinimą molio (vandens pakeistų mineralų), organikos, kalcio sulfato, hematito siūlių ir geležies fosfatų/geležies sulfidų dėmėtų tekstūrų bendram egzistavimui.
Misijos kontekstas ir mėginių pargabenimo būtinybė
Perseverance turi galingą nuotolinių ir kontaktinių instrumentų rinkinį, galintį atlikti aukštos kokybės in situ geochemines ir mineralogines analizes, bet šie įrankiai yra riboti, palyginti su laboratorinėmis technikomis Žemėje. Senovinio mikrobinio gyvenimo patvirtinimui reikalingi izotopiniai matavimai, nanometrinės skalės mikroskopija ir sudėtinga organinių molekulių atskyrimo bei sekvenavimo analizė, kuriuos gali atlikti tik žemės laboratorijos. Todėl zondas surinko mėginius, skirtus būsimai Marso mėginių pargabenimo (Mars Sample Return) kampanijai. Mokslininkai nekantriai laukia šių uolienų šerdžių.
Ką toliau?
Tyrėjų komanda rekomenduoja tikslinius laboratorinius eksperimentus Žemėje, imituojančius tiek biotinius, tiek abiotinius redoks procesus, galinčius sukelti pastebėtas struktūras. Tokie eksperimentai padės patikslinti, ko ieškoti pargabentuose mėginiuose, ir sumažinti neaiškumą interpretuojant biosignatūras Marse.
Eksperto įžvalga
Dr. Elena Martín, planetų geochemikė (fiktyvus ekspertas), komentuoja: „Bright Angel radiniai yra puikus pavyzdys, kodėl kontekstas astrobiologijoje yra esminis. Organika viena savaime intriguoja, tačiau kai ji sutampa su redoks jautriais mineralais, išdėstytais taip, kad atitiktų biologinį ciklą, praeities mikrobų veiklos hipotezė tampa labiau tikėtina. Visgi galutinį įrodymą lems mėginių pargabenimas ir preciziški laboratoriniai tyrimai, galintys atskirti biologinius nuo abiotinių požymių.“
Pasekmės planetų mokslui ir astrobiologijai
Jei pargabenti mėginiai patvirtins šiuos rezultatus, Bright Angel atradimas būtų paradigminis: tiesioginis įrodymas, kad medžiagų apykaitos procesai, panašūs į Žemės mikrobus, veikė ankstyvuoju Marso laikotarpiu. Pasekmės viršija vieną vietovę — jos nulems, kaip vertinsime planetų tinkamumą gyvybei, kokias biosignatūras rinksime būsimoms misijoms ir kaip suprasime vandens, chemijos ir galimos gyvybės bendraevoliuciją vidinėje Saulės sistemoje.
Be to, kadangi seniausios Žemės uolienos buvo smarkiai pertvarkytos plokščių tektonikos ir aukštatemperatūrinės metamorfozės, Marsas suteikia unikalią archyvą, kur subtilios biosignatūras saugančios sąlygos gali išlikti milijardus metų. Galimų geležies–sieros–organikos sąveikų stebėjimas kitoje planetoje yra moksliniu požiūriu išskirtinis.
Išvados
Perseverance stebėjimai Bright Angel formacijoje — ypač Chevaya Falls ir gretimų uolienų leopardo dėmių tekstūra — pateikia iki šiol stipriausią vietinį argumentą, kad Marse kadaise galėjo būti aktyvūs mikrobų procesai. Nors abiotiniai keliai negali būti visiškai atmesti, jiems reikalingos sąlygos neprieštarauja turimiems duomenims. Galutinis patikrinimas laukia Marso mėginių pargabenimo į Žemę, kur pažangios laboratorinės technikos galės patvirtinti arba paneigti biologinę kilmę. Kol tai neįvyks, šie radiniai susitelkia mokslinę bendruomenę ties tikslingais eksperimentais, patobulintais modeliais ir spartesne trajektorija link mėginių pargabenimo misijų, galinčių atsakyti į vieną iš didžiausių žmonijos klausimų: ar gyvybė kada nors atsirado už Žemės ribų?
Quelle: nature
Kommentare