Mencari makhluk asing di Marikh. Jika ada kehidupan, mungkin ia terselamat?

Marikh mempunyai segala yang diperlukan untuk kehidupan wujud. Analisis meteorit dari Marikh menunjukkan bahawa terdapat bahan di bawah permukaan planet yang boleh menyokong kehidupan, sekurang-kurangnya dalam bentuk mikroorganisma. Di sesetengah tempat, mikrob darat juga hidup dalam keadaan yang sama.

Baru-baru ini, penyelidik di Universiti Brown telah mengkaji komposisi kimia meteorit Marikh - kepingan batu yang dilemparkan dari Marikh dan berakhir di Bumi. Analisis menunjukkan bahawa batuan ini boleh bersentuhan dengan air. menghasilkan tenaga kimiayang membolehkan mikroorganisma hidup, seperti pada kedalaman yang besar di Bumi.

Mempelajari meteorit mereka mungkin, menurut saintis, membentuk sampel yang mewakili sebahagian besar kerak marikhini bermakna sebahagian besar bahagian dalam planet ini sesuai untuk sokongan hidupan. “Penemuan penting untuk kajian saintifik tentang lapisan di bawah permukaan ialah di mana sahaja terdapat air bawah tanah di Marikhterdapat peluang yang baik untuk mengakses cukup tenaga kimiauntuk mengekalkan kehidupan mikrob,” kata Jesse Tarnas, ketua pasukan penyelidik, dalam kenyataan akhbar.

Sejak beberapa dekad yang lalu, telah ditemui di Bumi bahawa banyak organisma hidup jauh di bawah permukaan dan, kehilangan akses kepada cahaya, menarik tenaga mereka daripada produk tindak balas kimia yang berlaku apabila air bersentuhan dengan batu. Salah satu reaksi ini ialah radiolisis. Ini berlaku apabila unsur radioaktif dalam batu menyebabkan molekul air berpecah kepada hidrogen dan oksigen. Hidrogen yang dibebaskan larut dalam air yang terdapat di kawasan tersebut dan beberapa mineral seperti Pyrite menyerap oksigen untuk membentuk sulfur.

mereka boleh menyerap hidrogen yang terlarut dalam air dan menggunakannya sebagai bahan api dengan bertindak balas dengan oksigen daripada sulfat. Sebagai contoh, di Kanada Lombong Kidd Creek (1) Jenis mikrob ini telah ditemui hampir dua kilometer dalam air di mana matahari tidak menembusi dalam lebih satu bilion tahun.

1. Robot Boston Dynamics meneroka lombong

Kidd Creek

W Meteorit Marikh penyelidik telah menemui bahan yang diperlukan untuk radiolisis dalam kuantiti yang mencukupi untuk mengekalkan kehidupan. jadi tapak serpihan purba sebahagian besarnya kekal utuh sehingga kini.

Kajian terdahulu menunjukkan kesan sistem air bawah tanah yang aktif di planet ini. Terdapat juga kemungkinan besar bahawa sistem sedemikian masih wujud hari ini. Satu kajian baru-baru ini menunjukkan, sebagai contoh, kemungkinan terdapat tasik bawah tanah di bawah kepingan ais. Setakat ini, penerokaan tanah bawah akan menjadi lebih sukar daripada penerokaan, tetapi, menurut pengarang artikel itu, ini bukan tugas yang tidak dapat kita hadapi.

Petunjuk kimia

Pada tahun 1976 NASA Viking 1 (2) mendarat di dataran Chryse Planitia. Ia menjadi pendarat pertama yang berjaya mendarat di Marikh. "Petunjuk pertama datang apabila kami menerima gambar Viking yang menunjukkan tanda ukiran di Bumi, biasanya disebabkan hujan," katanya. Alexander Hayes, pengarah Pusat Cornell untuk Astrofizik dan Sains Planet, dalam temu bual dengan Songsang. “Dia telah lama hadir di Marikh air cairyang mengukir permukaan dan dia memenuhi kawah, membentuk tasik'.

Viking 1 dan 2 mereka mempunyai "makmal" astrobiologi kecil di atas kapal untuk menjalankan eksperimen penerokaan mereka. jejak kehidupan di Marikh. Eksperimen Tagged Ejection melibatkan mencampurkan sampel kecil tanah Marikh dengan titisan air yang mengandungi larutan nutrien dan beberapa Karbon diaktifkan mengkaji bahan gas yang boleh terbentuk organisma hidup di Marikh.

Kajian sampel tanah menunjukkan tanda-tanda metabolismetetapi saintis tidak bersetuju sama ada keputusan ini adalah petanda pasti bahawa terdapat kehidupan di Marikh, kerana gas itu mungkin dihasilkan oleh sesuatu selain daripada kehidupan. Sebagai contoh, ia juga boleh mengaktifkan tanah dengan mencipta gas. Satu lagi percubaan yang dijalankan oleh misi Viking mencari kesan bahan organik dan tidak menemui apa-apa. Empat puluh tahun kemudian, saintis melayan eksperimen awal ini dengan keraguan.

Pada Disember 1984 V. Bukit Allan Sekeping Marikh telah ditemui di Antartika. , seberat kira-kira empat paun dan berkemungkinan dari Marikh sebelum perlanggaran purba mengangkatnya dari permukaan. planet merah ke bumi.

Pada tahun 1996, sekumpulan saintis melihat ke dalam serpihan meteorit dan membuat penemuan yang menakjubkan. Di dalam meteorit, mereka menemui struktur yang serupa dengan yang boleh dibentuk oleh mikrob (3) ditemui dengan baik kehadiran bahan organik. Tuntutan awal kehidupan di Marikh tidak diterima secara meluas kerana saintis telah menemui cara lain untuk mentafsir struktur di dalam meteorit, dengan alasan bahawa kehadiran bahan organik mungkin telah menyebabkan pencemaran daripada bahan dari Bumi.

3. Mikrograf meteorit Marikh

Sel 2008 semangat malas terjumpa satu bentuk aneh yang menonjol dari permukaan Marikh di kawah Gusev. Struktur itu dipanggil "kembang kol" kerana bentuknya (4). Demikian di Bumi pembentukan silika dikaitkan dengan aktiviti mikrob. Sesetengah orang dengan cepat menganggap bahawa mereka terbentuk oleh bakteria Marikh. Walau bagaimanapun, ia juga boleh dibentuk oleh proses bukan biologi seperti hakisan angin.

Hampir sedekad kemudian, dimiliki oleh NASA Lasik Curiosity menemui kesan sulfur, nitrogen, oksigen, fosforus dan karbon (bahan penting) semasa menggerudi ke dalam batu Marikh. Rover itu juga menemui sulfat dan sulfida yang boleh digunakan sebagai makanan untuk mikrob di Marikh berbilion tahun yang lalu.

Para saintis percaya bahawa bentuk mikrob primitif mungkin telah menemui tenaga yang cukup untuk makan batu martian. Mineral juga menunjukkan komposisi kimia air itu sendiri sebelum ia tersejat dari Marikh. Menurut Hayes, ia selamat untuk diminum oleh orang ramai.

4Martian 'kembang kol' bergambar

Penjelajah semangat

Pada 2018, Curiosity juga menemui bukti tambahan kehadiran metana di atmosfera Marikh. Ini mengesahkan pemerhatian awal terhadap jumlah surih metana oleh kedua-dua pengorbit dan pengembara. Di Bumi, metana dianggap sebagai biosignature dan tanda kehidupan. Gas metana tidak bertahan lama selepas pengeluaran.terurai menjadi molekul lain. Keputusan penyelidikan menunjukkan bahawa jumlah metana di Marikh meningkat dan berkurangan bergantung pada musim. Ini menyebabkan saintis lebih percaya bahawa metana dihasilkan oleh organisma hidup di Marikh. Walau bagaimanapun, yang lain percaya bahawa metana boleh dihasilkan di Marikh menggunakan kimia bukan organik yang belum diketahui.

Pada bulan Mei tahun ini, NASA mengumumkan, berdasarkan analisis data Analisis Sampel di Marikh (SAM), makmal kimia mudah alih di atas kapal Curiositybahawa garam organik berkemungkinan terdapat di Marikh, yang mungkin memberikan petunjuk lanjut tentang perkara ini Planet Merah pernah ada kehidupan.

Menurut penerbitan mengenai subjek dalam Journal of Geophysical Research: Planets, garam organik seperti besi, kalsium, dan magnesium oksalat dan asetat mungkin banyak terdapat dalam sedimen permukaan di Marikh. Garam ini adalah sisa kimia sebatian organik. Terancang Penjelajah Agensi Angkasa Eropah ExoMars, yang dilengkapi dengan keupayaan untuk menggerudi hingga kedalaman kira-kira dua meter, akan dilengkapi dengan apa yang dipanggil Alat Goddardyang akan menganalisis kimia lapisan dalam tanah Marikh dan mungkin mengetahui lebih lanjut tentang bahan organik ini.

Rover baharu itu dilengkapi dengan peralatan untuk mencari jejak kehidupan

Sejak tahun 70-an, dan dari semasa ke semasa dan misi, semakin banyak bukti telah menunjukkan bahawa Marikh mungkin mempunyai kehidupan dalam sejarah awalnyaapabila planet ini adalah dunia yang lembap dan hangat. Bagaimanapun, setakat ini, tiada satu pun penemuan itu memberikan bukti yang meyakinkan tentang kewujudan kehidupan Marikh, sama ada pada masa lalu atau pada masa kini.

Bermula pada Februari 2021, saintis ingin mencari tanda-tanda awal kehidupan yang hipotesis ini. Tidak seperti pendahulunya, rover Curiosity dengan makmal MSL di atas kapal, ia dilengkapi untuk mencari dan mencari jejak sedemikian.

Ketabahan menyengat kawah tasik, kira-kira 40 km lebar dan 500 meter dalam, adalah kawah yang terletak di lembangan utara khatulistiwa Marikh. Kawah Jezero pernah mengandungi tasik yang dianggarkan telah kering antara 3,5 dan 3,8 bilion tahun yang lalu, menjadikannya persekitaran yang ideal untuk mencari kesan mikroorganisma purba yang boleh hidup di perairan tasik. Ketekunan bukan sahaja akan mengkaji batu Marikh, tetapi juga mengumpul sampel batu dan menyimpannya untuk misi masa depan untuk kembali ke Bumi, di mana ia akan diperiksa di makmal.

5. Visualisasi operasi SuperCam di atas rover Perseverance.

Memburu biosignature berurusan dengan pelbagai kamera dan alatan lain rover, terutamanya Mastcam-Z (terletak pada tiang rover), yang boleh mengezum masuk untuk meneroka sasaran yang menarik secara saintifik.

Pasukan sains misi boleh menggunakan instrumen itu. kegigihan supercam mengarahkan pancaran laser pada sasaran yang menarik (5), yang menghasilkan awan kecil bahan meruap, yang komposisi kimianya boleh dianalisis. Jika data ini menjanjikan, kumpulan kawalan boleh memberi arahan kepada penyelidik. lengan robot rovermenjalankan penyelidikan yang mendalam. Lengan itu dilengkapi, antara lain, PIXL (Instrumen Planet untuk Litokimia X-Ray), yang menggunakan pancaran sinar-X yang agak kuat untuk mencari kesan kimia hidupan yang berpotensi.

Alat lain dipanggil SHERLOCK (mengimbas persekitaran yang boleh dihuni menggunakan taburan dan pendaran Raman untuk bahan organik dan kimia), dilengkapi dengan lasernya sendiri dan boleh mengesan kepekatan molekul organik dan mineral yang terbentuk dalam persekitaran akuatik. bersama-sama, SHERLOCK i PIXEL Mereka dijangka menyediakan peta elemen, mineral dan zarah beresolusi tinggi dalam batuan dan sedimen Marikh, membolehkan ahli astrobiologi menilai komposisi mereka dan mengenal pasti sampel yang paling menjanjikan untuk dikumpulkan.

NASA kini mengambil pendekatan yang berbeza untuk mencari mikrob berbanding sebelum ini. Tidak seperti muat turun vikingKetabahan tidak akan mencari tanda kimia metabolisme. Sebaliknya, ia akan berlegar di atas permukaan Marikh untuk mencari deposit. Mereka mungkin mengandungi organisma yang sudah mati, jadi metabolisme tidak dapat dipertikaikan, tetapi komposisi kimianya boleh memberitahu kita banyak tentang kehidupan lampau di tempat ini. Sampel dikumpul oleh Ketekunan mereka perlu dikumpulkan dan dikembalikan ke Bumi untuk misi masa depan. Analisis mereka akan dijalankan di makmal tanah. Oleh itu, diandaikan bahawa bukti akhir kewujudan bekas Marikh akan muncul di Bumi.

Para saintis berharap untuk mencari ciri permukaan di Marikh yang tidak dapat dijelaskan oleh apa-apa selain kewujudan hidupan mikrob purba. Salah satu formasi khayalan ini mungkin seperti stromatolit.

Di atas tanah, stromatolit (6) gundukan batu yang dibentuk oleh mikroorganisma di sepanjang garis pantai purba dan dalam persekitaran lain di mana terdapat banyak tenaga untuk metabolisme dan air.

Kebanyakan air tidak masuk ke angkasa

Kami masih belum mengesahkan kewujudan kehidupan di masa lalu Marikh yang mendalam, tetapi kami masih tertanya-tanya apa yang boleh menyebabkan kepupusannya (jika kehidupan benar-benar hilang, dan tidak pergi jauh di bawah permukaan, sebagai contoh). Asas kehidupan, sekurang-kurangnya seperti yang kita ketahui, adalah air. Dianggarkan awal mars ia boleh mengandungi terlalu banyak air cecair yang akan menutupi seluruh permukaannya dengan lapisan setebal 100 hingga 1500 m. Hari ini, bagaimanapun, Marikh lebih seperti padang pasir yang kering.dan saintis masih cuba untuk mengetahui apa yang menyebabkan perubahan ini.

Para saintis cuba, sebagai contoh, untuk menjelaskan bagaimana marikh kehilangan airyang ada di permukaannya berbilion tahun dahulu. Untuk kebanyakan masa, ia dianggap bahawa kebanyakan air purba Marikh telah melarikan diri melalui atmosferanya dan ke angkasa. Pada masa yang sama, Marikh hampir kehilangan medan magnet planetnya, melindungi atmosferanya daripada jet zarah yang terpancar dari Matahari. Selepas medan magnet hilang akibat tindakan Matahari, atmosfera Marikh mula hilang.dan air itu hilang bersamanya. Kebanyakan air yang hilang mungkin terperangkap dalam batu di kerak planet, menurut kajian NASA yang agak baru.

Para saintis menganalisis satu set data yang dikumpul semasa kajian Marikh selama bertahun-tahun, dan berdasarkan mereka, bagaimanapun, mereka membuat kesimpulan bahawa pembebasan air dari atmosfera di angkasa, ia bertanggungjawab hanya untuk kehilangan sebahagian air dari persekitaran Marikh. Pengiraan mereka menunjukkan bahawa kebanyakan air pada masa ini kekurangan bekalan terikat kepada mineral di kerak planet. Keputusan analisis ini telah dibentangkan Evie Sheller daripada Caltech dan pasukannya di Persidangan Planetari dan Sains Lunar (LPSC) ke-52. Artikel yang meringkaskan hasil kerja ini diterbitkan dalam jurnal Nauka.

Dalam kajian, perhatian khusus diberikan kepada hubungan seksual. kandungan deuterium (isotop hidrogen yang lebih berat) menjadi hidrogen. Deuter berlaku secara semula jadi dalam air pada kira-kira 0,02 peratus. terhadap kehadiran hidrogen "normal". Hidrogen biasa, kerana jisim atomnya yang lebih rendah, lebih mudah untuk keluar dari atmosfera ke angkasa. Peningkatan nisbah deuterium kepada hidrogen secara tidak langsung memberitahu kita berapa kelajuan air keluar dari Marikh ke angkasa.

Para saintis membuat kesimpulan bahawa nisbah deuterium kepada hidrogen yang diperhatikan dan bukti geologi untuk kelimpahan air pada masa lalu Marikh menunjukkan bahawa kehilangan air planet tidak mungkin berlaku semata-mata akibat pelarian atmosfera pada masa lalu Marikh. angkasa lepas. Oleh itu, satu mekanisme telah dicadangkan yang menghubungkan pelepasan ke atmosfera dengan penangkapan beberapa air di dalam batu. Dengan bertindak pada batu, air membolehkan tanah liat dan mineral terhidrat lain terbentuk. Proses yang sama berlaku di Bumi.

Walau bagaimanapun, di planet kita, aktiviti plat tektonik membawa kepada fakta bahawa serpihan lama kerak bumi dengan mineral terhidrat dicairkan ke dalam mantel, dan kemudian air yang terhasil dibuang kembali ke atmosfera akibat proses gunung berapi. Di Marikh tanpa plat tektonik, pengekalan air dalam kerak bumi adalah proses yang tidak dapat dipulihkan.

Daerah Tasik Marikh Dalaman

Kami bermula dengan kehidupan bawah tanah dan akan kembali kepadanya pada akhirnya. Para saintis percaya bahawa habitat idealnya di keadaan Marikh takungan boleh disembunyikan jauh di bawah lapisan tanah dan ais. Dua tahun lalu, saintis planet mengumumkan penemuan tasik yang besar air masin di bawah ais di Kutub Selatan Marikhyang disambut dengan penuh semangat di satu pihak, tetapi juga dengan sedikit keraguan.

Namun, pada tahun 2020, penyelidik sekali lagi mengesahkan kewujudan tasik ini dan mereka menemui tiga lagi. Penemuan yang dilaporkan dalam jurnal Nature Astronomy, dibuat menggunakan data radar dari kapal angkasa Mars Express. "Kami mengenal pasti takungan air yang sama yang ditemui sebelum ini, tetapi kami juga menemui tiga takungan air lain di sekitar takungan utama," kata saintis planet Elena Pettinelli dari Universiti Rom, yang merupakan salah seorang pengarang bersama kajian itu. "Ia sistem yang kompleks." Tasik ini tersebar di kawasan seluas kira-kira 75 ribu kilometer persegi. Ini adalah kawasan kira-kira satu perlima saiz Jerman. Tasik tengah terbesar mempunyai diameter 30 kilometer dan dikelilingi oleh tiga tasik yang lebih kecil, setiap satu lebar beberapa kilometer.

7. Visualisasi takungan bawah tanah Marikh

di tasik subglasial, contohnya di Antartika. Walau bagaimanapun, jumlah garam yang terdapat dalam keadaan Marikh boleh menjadi masalah. Adalah dipercayai bahawa tasik bawah tanah di marikh (7) mesti mempunyai kandungan garam yang tinggi supaya air dapat kekal cair. Haba dari kedalaman Marikh boleh bertindak jauh di bawah permukaan, tetapi ini sahaja, kata saintis, tidak mencukupi untuk mencairkan ais. "Dari sudut pandangan terma, air ini mestilah sangat masin," kata Pettinelli. Tasik dengan kira-kira lima kali kandungan garam air laut boleh menyokong kehidupan, tetapi apabila kepekatan menghampiri XNUMX kali kemasinan air laut, kehidupan tidak wujud.

Jika kita akhirnya dapat menemuinya kehidupan di marikh dan jika kajian DNA menunjukkan bahawa organisma Marikh mempunyai kaitan dengan Bumi, penemuan ini boleh merevolusikan pandangan kita tentang asal usul kehidupan secara umum, mengalihkan pandangan kita daripada daratan semata-mata kepada daratan. Jika kajian menunjukkan bahawa makhluk asing Marikh tiada kaitan dengan kehidupan kita dan berkembang sepenuhnya secara bebas, ini juga bermakna revolusi. Ini menunjukkan bahawa kehidupan di angkasa adalah perkara biasa kerana ia berasal secara bebas di planet pertama berhampiran Bumi.