Livet kan ha utslettet seg selv tidlig Mars. Det er ikke så absurd som det høres ut; det var liksom det som skjedde på jorden.
Men livet på jorden utviklet seg og vedvarte, mens det ikke gjorde det på Mars.
Bevis viser at Mars en gang var varm og våt og hadde en atmosfære. I det gamle Noachian periode, for mellom 3,7 milliarder og 4,1 milliarder år siden hadde Mars også overflatevann. Hvis dette er riktig, kan Mars ha vært beboelig (selv om det ikke nødvendigvis betyr at den var bebodd.)
En ny studie viser at tidlig Mars kan ha vært gjestfri for en type organisme som trives i ekstreme miljøer her på jorden. Metanogener lever på steder som hydrotermiske ventiler på havbunnen, hvor de konverterer kjemisk energi fra miljøet og frigjør metan som et avfallsprodukt. Studien viser at metanogener kan ha trivdes under jorden på Mars.
Studien er “Tidlig Mars-beboelighet og global avkjøling av H2-baserte metanogener.“Det er publisert i Natur astronomi, og seniorforfatterne er Regis Ferrière og Boris Sauterey. Ferrière er professor ved University of Arizona Department of Ecology and Evolutionary Biology, og Sauterey er tidligere postdoktor i Ferrières gruppe som nå er ved Sorbonne.
“Vår studie viser at underjordisk, tidlig Mars sannsynligvis ville vært beboelig for metanogene mikrober,” Ferrière sa i en pressemelding. Forfatterne er imidlertid klare på at de ikke sier at liv definitivt eksisterte på planeten.
Avisen sier at mikrobene ville ha trivdes i den porøse, saltede bergarten som beskyttet dem mot UV-stråling og kosmiske stråler. Det underjordiske miljøet ville også gitt en diffus atmosfære og en moderert temperatur som tillot metanogener å vedvare.
Forskerne fokuserte på hydrogenotrofe metanogener, som tar inn H2 og CO2 og produsere metan som avfall. Denne typen metanogenese var en av de tidligste metabolismene som utviklet seg på jorden. Imidlertid har dens “…levedyktighet på tidlig Mars aldri blitt kvantitativt evaluert,” avisen sier.
Inntil nå.
Det er en kritisk forskjell mellom gamle Mars og Jorden når det gjelder denne forskningen. På jorden er mest hydrogen bundet opp i vannmolekyler, og svært lite er alene. Men på Mars var det rikelig i planetens atmosfære.
At hydrogen kunne ha vært energiforsyningen tidlige metanogener som trengs for å trives. Det samme hydrogenet ville ha bidratt til å fange varme i Mars atmosfære, og holde planeten beboelig.
“Vi tror Mars kan ha vært litt kjøligere enn jorden på den tiden, men ikke på langt nær så kald som den er nå, med gjennomsnittstemperaturer som mest sannsynlig svever over frysepunktet til vann,” Ferrière sa.
“Mens nåværende Mars har blitt beskrevet som en isbit dekket av støv, forestiller vi oss tidlig Mars som en steinete planet med en porøs skorpe, dynket i flytende vann som sannsynligvis dannet innsjøer og elver, kanskje til og med hav eller hav.”
På jorden er vann enten saltvann eller ferskvann. Men på Mars var kanskje ikke den forskjellen nødvendig. I stedet var alt vannet saltet, ifølge spektroskopiske målinger av overflatebergarter fra Mars.
Forskerteamet brukte modeller av Mars klima, skorpe og atmosfære for å evaluere metanogener på gamle Mars. De brukte også en modell av et økologisk samfunn av jordlignende mikrober som metaboliserer hydrogen og karbon.
Ved å jobbe med disse økosystemmodellene var forskerne i stand til å forutsi om metanogenpopulasjoner var i stand til å overleve. Men de gikk videre; de var i stand til å forutsi hvilken effekt disse bestandene hadde på miljøet.
“Når vi hadde produsert modellen vår, satte vi den i arbeid i Mars-skorpen – billedlig talt,” sa avisens første forfatter, Boris Sauterey.
“Dette tillot oss å evaluere hvor sannsynlig en underjordisk biosfære på Mars ville være. Og hvis en slik biosfære eksisterte, hvordan den ville ha endret kjemien til Mars-skorpen, og hvordan disse prosessene i jordskorpen ville ha påvirket atmosfærens kjemiske sammensetning. .”
“Målet vårt var å lage en modell av Mars-skorpen med dens blanding av stein og saltvann, la gasser fra atmosfæren diffundere ned i bakken, og se om metanogener kunne leve med det.” sa Ferrière. “Og svaret er, generelt sett, ja, disse mikrobene kunne ha livnært seg i jordskorpen.”
Spørsmålet ble, hvor dypt må du gå for å finne det? Det er et spørsmål om balanse, ifølge forskerne.
Mens atmosfæren inneholdt rikelig med hydrogen og karbon organismene kunne ha brukt til energi, var overflaten til Mars fortsatt kald. Ikke frosset slik det er i dag, men mye kaldere enn moderne jord.
Mikroorganismene ville ha hatt godt av de varmere temperaturene under jorden, men jo dypere du går, jo mindre hydrogen og karbon er tilgjengelig.
“Problemet er at selv på tidlig Mars var det fortsatt veldig kaldt på overflaten, så mikrober ville ha måttet gå dypere inn i skorpen for å finne beboelige temperaturer,” sa Sauterey sa.
“Spørsmålet er hvor dypt må biologien gå for å finne det rette kompromisset mellom temperatur og tilgjengelighet av molekyler fra atmosfæren de trengte for å vokse? Vi fant ut at de mikrobielle samfunnene i modellene våre ville ha vært lykkeligst i de øvre hundrevis av meter.”
De ville ha holdt seg plassert i den øvre skorpen i lang tid. Men ettersom mikrobesamfunnene vedvarte, tok inn hydrogen og karbon og frigjorde metan, ville de ha endret miljøet.
Teamet modellerte alle prosessene over og under bakken og hvordan de ville ha påvirket hverandre. De forutså den resulterende klimatiske tilbakemeldingen og hvordan den endret Mars atmosfære.
Teamet sier at metanogenene over tid ville ha initiert en global klimatisk avkjøling ettersom de endret atmosfærens kjemiske sammensetning. Det saltholdige vannet i jordskorpen ville ha frosset til større og større dybder etter hvert som planeten ble avkjølt.
Den avkjølingen ville til slutt gjort Mars’ overflate ubeboelig. Etter hvert som planeten ble avkjølt, ville organismene blitt drevet lenger under jorden, vekk fra kulden.
Men porøsiteten i regolitten ville ha blitt tettet av is, blokkert atmosfæren fra å nå disse dypet og sultet ut metanogener av energi.
“I følge våre resultater ville Mars atmosfære blitt fullstendig endret av biologisk aktivitet veldig raskt, i løpet av noen få titalls eller hundretusener av år,” Sauterey sa. “Ved å fjerne hydrogen fra atmosfæren, ville mikrober ha kjølt ned planetens klima dramatisk.”
Resultatet? Utryddelse.
“Problemet disse mikrobene da ville ha møtt er at Mars atmosfære i utgangspunktet forsvant, fullstendig tynnet ut, slik at energikilden deres ville ha forsvunnet, og de ville ha måttet finne en alternativ energikilde,” Sauterey sa.
“I tillegg ville temperaturen ha sunket betydelig, og de måtte ha gått mye dypere ned i jordskorpen. For øyeblikket er det veldig vanskelig å si hvor lenge Mars ville ha vært beboelig.”
Forskerne identifiserte også steder på Mars-overflaten der fremtidige oppdrag har de beste sjansene for å finne bevis på planetens eldgamle liv.
“Befolkninger nær overflaten ville ha vært de mest produktive, og derfor maksimert sannsynligheten for at biomarkører ble bevart i påvisbare mengder,” forfatterne skrive i papiret deres. “De første meterne av Mars-skorpen er også de lettest tilgjengelige for utforskning, gitt teknologien som for tiden går i gang med Mars-rovere.”
Ifølge forskerne er Hellas Planitia det beste stedet å lete etter bevis på dette tidlige underjordiske livet fordi det forble isfritt. Dessverre er denne regionen hjemsted for kraftige støvstormer og uegnet for rover-utforskning. I følge forfatterne, hvis menneskelige oppdagere noen gang besøker Mars, er Hellas Planitia et ideelt letested.
Livet på gamle Mars er ikke lenger en revolusjonerende idé og har ikke vært det på lenge. Så den mer interessante delen av denne forskningen kan være hvordan tidlig liv endret miljøet. Det skjedde på jorden og førte til utviklingen av mer komplekst liv etter Flott oksygeneringsarrangement (GOE.)
Den tidlige jorden var også bebodd av enkle livsformer. Men jorden var annerledes; organismer utviklet en ny vei for å utnytte energi. Det var ikke oksygen i jordens tidlige atmosfære, og jordens første innbyggere trivdes i dens fravær. Så kom med cyanobakteriersom bruker fotosyntese for energi og produserer oksygen som et biprodukt.
Cyanobakterier likte oksygen, og jordens første leietakere gjorde det ikke. Cyanobakteriene vokste i matter som skapte et område med oksygenrikt vann rundt seg der de trivdes.
Til slutt oksygenerte cyanobakterier havene og atmosfæren til jorden ble giftig for annet liv. Metanogener og jordens andre tidlige liv kan ikke håndtere oksygen.
Forskere kaller ikke helt døden til alle de primitive organismene for en utryddelse, men ordet kommer i nærheten. Noen eldgamle mikrober eller deres etterkommere overlever på dagens jord, drevet inn i oksygenfattige miljøer.
Men det var jorden. På Mars var det ikke noe evolusjonært sprang inn i fotosyntese eller noe annet som førte til en ny måte å tilegne seg energi på. Til slutt avkjølte Mars og frøs og mistet atmosfæren. Er Mars død nå?
Det er mulig at liv på mars fant tilflukt på isolerte steder i jordskorpen.
EN 2021 studie brukte modellering for å vise at det kan være en kilde til hydrogen i Mars’ skorpe, en som fyller på seg selv. Studien viste at radioaktive elementer i jordskorpen kunne bryte fra hverandre vannmolekyler ved radiolyse, og gjøre hydrogen tilgjengelig for metanogener. Radiolyse har gjort det mulig for isolerte samfunn av bakterier i vannfylte sprekker og porer i jordskorpen å vedvare i millioner, muligens til og med milliarder av år.
Og Deep Carbon Observatory funnet at liv begravet i jordskorpen inneholder opptil 400 ganger karbonmassen til alle mennesker. DCO fant også at den dype undergrunnsbiosfæren er nesten dobbelt så stor som verdenshavene.
Kan det fortsatt være liv i Mars’ skorpe som lever av hydrogen skapt ved radiolyse? Det er gåtefullt påvisning av metan i atmosfæren som fortsatt er uforklarlige.
Mange forskere tror at undergrunnen til Mars er det mest sannsynlige stedet i solsystemet for å huse liv, foruten Jorden, selvfølgelig. (Beklager, Europa.) Kanskje det gjør det, og kanskje vi finner det en dag.
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert av Universet i dag. Les original artikkel.