science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe het leven op aarde ons kan helpen leven op Mars te vinden

De omstandigheden op het vroege Mars waren bewoonbaar, zegt dr. Alberto Fairén. Krediet:NASA

In onze voortdurende zoektocht naar ander leven in het universum, één plaats heeft er altijd veelbelovend uitgezien:Mars. Het is een rotsachtige planeet zoals de aarde, om dezelfde ster draaien, en op een afstand waar water op de planeet aanwezig had kunnen zijn.

Vandaag, echter, Mars is een dorre woestenij. Al het water dat het honderden miljoenen jaren geleden op het oppervlak had, is allang verdwenen. terwijl de atmosfeer een dunne schil is van de dikkere barrière die het ooit had kunnen zijn. Maar zou de planeet in het verleden het leven hebben kunnen herbergen, en is er een mogelijkheid dat er vandaag nog leven op Mars is overgebleven?

Hoewel we die vragen nog niet kunnen beantwoorden, we zijn dichterbij dan ooit om erachter te komen. En met tal van nieuwe missies in het verschiet, nieuwe aanwijzingen beginnen te ontstaan.

Woestijnen

Op aarde, leven overleeft op een enorm aantal locaties, van de woestijnen van de Sahara tot de bevroren gletsjers van Antarctica. Het oppervlak van Mars vertoont vandaag de dag overeenkomsten met sommige van deze locaties, dus als we leven kunnen vinden op deze plekken op aarde, misschien is het ook op Mars.

Dr. Dirk Schulze-Makuch van de Technische Universiteit van Berlijn, Duitsland, coördineerde het project Habitability of Martian Environments (HOME), die grond bestudeerde die werd verzameld in de Atacama-woestijn in Zuid-Amerika, en onderzocht welke microben aanwezig waren - indien aanwezig. De resultaten toonden aan dat het leven aantrekkelijk veerkrachtig was.

"We hebben laten zien dat zelfs in de hyperdroge kern, er is daar nog actief microbieel leven, " zei Dr. Schulze-Makuch. "We hebben verschillende overlevingsmechanismen gevonden. Bijvoorbeeld, sommige microben gebruiken water rechtstreeks uit de atmosfeer, dus ze hebben geen regen nodig."

Onderzoekers van het HOME-project keken naar extremofiele microben in de bodem van de Atacama-woestijn in Zuid-Amerika om te begrijpen wat voor soort leven vandaag de dag onder het oppervlak van Mars zou kunnen overleven. Credit:Dirk Schulze - Makuch

Het team creëerde ook verschillende bodems en zoute pekels die enkele van de omstandigheden op Mars nabootsten. Door microben in deze Mars-analogen te introduceren, ze zouden kunnen uitzoeken wat voor soort leven vandaag de dag onder het oppervlak van Mars zou kunnen overleven.

"We waren vooral geïnteresseerd in extremofielen (leven dat overleeft op extreme locaties op aarde), " zei Dr. Schulze-Makuch. "Voor de pekelexperimenten gebruikten we planococcus halocryophilus (een microbe die in zeer zoute en zeer koude omstandigheden kan leven). We ontdekten dat het echt een hoge tolerantie had."

Hoewel we de omstandigheden op Mars kunnen nabootsen, echter, we kunnen ze niet precies repliceren. Het oppervlak van Mars heeft veel hogere stralingsniveaus dan waar dan ook op aarde, en er is veel minder water beschikbaar op Mars dan in de droogste woestijnen op aarde.

"Er zijn veel microben die verbazingwekkend kunnen overleven onder omstandigheden die heel dicht bij Mars komen, " zei Dr. Schulze-Makuch. "Maar je zou op Mars moeten testen om absoluut zeker te zijn."

Water

Begrijpen hoeveel water er in het verleden op Mars was, is cruciaal om de potentiële bewoonbaarheid ervan te kennen. We weten dat op aarde, bijna overal waar we water vinden, vinden we leven. Dus als Mars ooit veel natter was dan nu, de kans op bewoonbaarheid neemt aanzienlijk toe.

We hebben op verschillende plaatsen bewijs gevonden voor oud water op Mars. NASA's Curiosity-rover heeft mogelijk een oude meerbodem gevonden, terwijl het noordelijk halfrond van Mars ooit een grote oceaan lijkt te hebben gehad. Nu willen wetenschappers deze studies nog verder brengen.

Dr. Fairén bestudeert nunataks, permanente ijsvrije toppen gevonden in Antarctica, als analogen voor vroege Mars - in termen van temperatuur, UV-straling en de beschikbaarheid van vloeibaar water – toen in deze koude en natte omgeving het leven een grotere kans had om te gedijen. In de nunataks van de aarde is een diverse microbiële gemeenschap te vinden. Krediet:MA Fernández-Martínez

Dr. Alberto Fairén van het Spaanse Centrum voor Astrobiologie in Madrid, Spanje, coördineert een project genaamd MarsFirstWater. Dit project heeft tot doel uit te werken hoeveel water er in de eerste miljard jaar op Mars zou kunnen zijn geweest, of dit nu vloeibaar water of ijs was, hoe lang het daar was, en waar het was.

Met behulp van gegevens uit het verleden, Cadeau, en toekomstige Mars-missies, zowel op aarde als op Mars zelf - zoals NASA's aankomende Perseverance-rover, gepland voor lancering in juli 2020, en Europa's Rosalind Franklin rover, gepland voor lancering in 2022 - het project heeft tot doel het oppervlak van het oude Mars te reconstrueren en in kaart te brengen als nooit tevoren.

"Tussen 4,5 en 3,5 miljard jaar geleden, Men denkt dat Mars een actieve hydrosfeer aan het oppervlak had met gletsjers, rivieren, meren, delta's, en misschien zelfs een halfronde oceaan ter grootte van de Middellandse Zee, " zei dr. Fairén.

Het opkomende beeld van het vroege Mars, hij zegt, suggereert dat de zomers vergelijkbaar waren met de winters in IJsland en de winters leken op de winters op Antarctica.

gestript

Een eerdere studie van Dr. Fairén, genaamd IcyMARS, concludeerde dat het oude Mars misschien kouder was dan mensen hadden verwacht, maar nog steeds nat genoeg om bewoonbaar te zijn. Op een bepaald moment in zijn geschiedenis, dit water werd vervolgens van Mars ontdaan toen de kern van de planeet om onbekende redenen afkoelde, en de atmosfeer werd weggeblazen door de zonnewind.

"Als resultaat, Mars veranderde (in) de extreem koude planeet die het nu is, " zei dr. Fairén.

De Atmosphere and Surfaces Chamber (PASC) die door het MarsFirstWater-project wordt gebruikt, is een vacuümkamer die de omstandigheden op Mars kan simuleren. Krediet:CAB

MarsFirstWater zal op zoek gaan naar biomarkers zoals microbiële lipiden op Mars die een bewijs kunnen zijn voor leven als het eenmaal heeft overleefd in deze meer bewoonbare oude locatie. Het controleren van de chemische processen die plaatsvonden op Mars-gesteenten, bijvoorbeeld, kon ons vertellen hoeveel vloeibaar water aanwezig was, ons te laten uitzoeken wat voor soort leven daar had kunnen overleven. Het project zal ook op zoek gaan naar biomarkers in het geologische record van Mars die vergelijkbaar zijn met die geproduceerd door microben op aarde.

Het team heeft al enkele vroege resultaten. Ze hebben ontdekt dat sommige soorten microben die op aarde worden gevonden, kunnen voorkomen dat het water op Mars bevriest tot ijs vanwege hun biologische processen. terwijl sommige tekenen van oud leven in natte klei onder het oppervlak van Mars tegenwoordig zouden kunnen blijven, die door rovers kunnen worden bestudeerd.

De volgende fase in het zoeken naar leven op Mars is het samenvoegen van al deze aanwijzingen en het gebruik van gegevens van aankomende missies om nieuwe tekenen van leven te zoeken. "We weten al dat Mars bewoonbaar was, "zei Dr. Fairén. "De volgende vraag die moet worden beantwoord, is of het echt bewoond was."

Doorzettingsvermogen en ExoMars zijn misschien niet genoeg; een levensdetectiemissie die Mars rechtstreeks kan bemonsteren op tekenen van leven, kan in plaats daarvan nodig zijn om het zeker te weten. Maar er is weinig twijfel dat een antwoord op een van de grootste vragen van onze tijd binnen handbereik is.

"We weten dat de omgevingsomstandigheden op het vroege Mars bewoonbaar waren, " zei Dr. Schulze-Makuch. "Er waren meren, oceanen, het regende. Er had leven kunnen zijn."