Wat kan een enorme grot in Italië ons vertellen over het leven op Mars en andere planeten? Volgens nieuw onderzoek door wetenschappers van Penn State, een heleboel.

In werk gepubliceerd in Astrobiologie , Onderzoekers van Penn State identificeerden biosignaturen - of tekenen van de aanwezigheid van leven - ongeveer 1, 300 voet onder de grond in de Frasassi-grotten in Midden-Italië.

"Door deze grotomgeving te gebruiken, we bieden een praktijkvoorbeeld van hoe we leven kunnen detecteren, verleden of heden, op andere planeten, " zei Jenn Macalady, universitair hoofddocent geowetenschappen.

Oorspronkelijk, Macalady's team was de microbiologie en geochemie van de grot aan het onderzoeken toen ze iets intrigerends opmerkten. Ze vonden variaties in het isotopengehalte van atomen in het mineraal gips, dat is een verweringsproduct van de formatie van de grot. Niet al het gips wordt gevormd door microben, maar gips gevormd door microben zal een andere verhouding van isotopen in de atomen hebben. Deze isotopische variatie, in combinatie met andere gegevens, geeft aan dat het leven een actieve rol speelde bij de productie van gips.

"We vroegen, wat heeft dit met biologie te maken?" zei Macalady. "Kunnen we deze isotopenvariaties gebruiken om aan te tonen dat het leven verantwoordelijk was voor het vormen van de grot?"

Wetenschappers kennen microben, of micro-organismen, versnellen chemische reacties. Bijvoorbeeld, mineralen zoals het gips dat in de grot wordt gevonden, vormen zich veel sneller in aanwezigheid van microben. Het team verzamelde gipsmonsters van de grotmuren die waarschijnlijk in contact waren gekomen met vloeistoffen of bewegende lucht en gebruikte een massaspectrometer om de isotopenverhouding van het gips te bestuderen.

Omdat microben chemische veranderingen versnellen, Macalady zei dat de aanwezigheid van isotopische biosignaturen kan worden gebruikt om de betrokkenheid van levensvormen bij de vorming van andere mineralen te ontdekken, niet alleen die in de grotten van Frasassi.

De structuur van de Frasassi-grotten - wemelt van het leven op het laagste niveau van de grot en alleen overblijfselen van leven aanwezig op verschillende hoogten daarboven - biedt een echte laboratoriumomgeving voor het identificeren van huidige en overblijfselen van biosignaturen.

We weten dat Mars grotten heeft die zijn gevormd door vulkanische activiteit, die een gastvrije ondergrondse omgeving biedt voor microben om zich aan vast te klampen. Mars heeft ook vloeistoffen zoals koolstofdioxide en water. Die vloeistoffen kunnen microben in staat stellen om te interageren met mineralen, het versnellen van chemische reacties zoals wat werd gevonden in de Frasassi-grotten.

Macaladie, die een medewerker is van het Astrobiology Research Center, zei dat ze ongeveer 15 jaar heeft geprobeerd een biosignatuur te identificeren die relevant zou zijn voor een echte missie naar Mars. Ze zei dat het vinden van betrouwbare biosignaturen de sleutel is tot het detecteren van leven op andere planeten.

"Als we een vergelijkbare omgeving op Mars zouden vinden, we zouden deze specifieke biosignatuur kunnen gebruiken om te testen op de huidige of vroegere aanwezigheid van leven, "Zei Macalady. "Maar ik denk dat wat we meer in het algemeen suggereren, is dat wanneer je microben op een oppervlak hebt en een vloeistof die voorbijgaat, de reactiesnelheden die de microben genereren, zouden je in staat stellen variatie te zien in een handtekening zoals isotopen. Het onderzoek is spannend omdat het niet zomaar een voorbeeld is. Het is een algemeen recept voor het zoeken naar bewijs van leven."

Volgende, het team zal bestuderen wat de grotten van Frasassi ons kunnen vertellen over het huidige en vorige leven, mogelijk onthullend wat de nieuwe biosignatuur ons op een langere tijdschaal kan vertellen.

"Dit onderzoek toont aan dat het leven voetafdrukken achterlaat waar ze ook zijn, " zei Muammar Mansor, een postdoctoraal onderzoeker in de afdeling geologische wetenschappen aan de Universiteit van Texas in El Paso die zijn Ph.D. van Penn State tijdens het uitvoeren van dit onderzoek. "Mijn grootste passie in onderzoek is om het leven in het universum te bestuderen via het interdisciplinaire veld van astrobiologie."