Během několika posledních desetiletí naše probíhající studie na Marsu odhalily některé velmi fascinující věci o planetě. V 60. a začátkem 70. let 20. století Námořník sondy odhalily, že Mars byl suchá, chladná planeta, která s největší pravděpodobností postrádala život. Ale jak se naše chápání planety prohloubilo, začalo být známo, že Mars kdysi měl teplejší a vlhčí prostředí, které mohlo podpořit život.
To zase inspirovalo několik misí, jejichž účelem bylo najít důkazy o tomto minulém životě. Klíčové otázky v tomto hledání jsou však, kde hledat a co hledat? V nové studii vedené vědci z University of Kansas tým mezinárodních vědců doporučil, aby budoucí mise hledaly vanadium. Tvrdí, že tento vzácný prvek by mohl směřovat k fosilizovaným důkazům života.
Jejich studie s názvem „Imaging of Vanadium in Microfossils: New Potential Biosignature“, nedávno vyšla ve vědeckém časopise Astrobiologie. Mezinárodní tým vedený Craigem P. Marshallem, docentem geologie na University of Kansas, zahrnoval členy z Argonne National Laboratory, divize geologických technických služeb Saúdské Aramco, University of Liege a University of Sydney.
Zjednodušeně řečeno, najít známky života na planetě, jako je Mars, není snadný úkol. Jak uvedl Craig Marshall v tiskové zprávě University of Kansas:
"Máte práci přerušenou, pokud se díváte na starou sedimentární horninu pro mikrofosílie tady na Zemi - a ještě více na Marsu." Na Zemi zde byly skály 3,5 miliardy let a tektonické srážky a vyrovnání způsobily na skále hodně stresu a tlaku. Také tyto kameny se mohou pohřbít a teplota se s hloubkou zvyšuje. “
Marshall a jeho kolegové ve svých novinách doporučují mise jako NASA Mars 2020 rover, ESA ExoMars 2020 rover a další navrhované povrchové mise by mohly kombinovat Ramanovu spektroskopii s hledáním vanadu pro nalezení důkazů zkamenělého života. Na Zemi byl tento prvek nalezen v ropách, asfaltech a černých břidlicích, které vznikly pomalým rozkladem biologického organického materiálu.
Kromě toho paleontologové a astrobiologové používali Ramanovu spektroskopii - techniku, která odhaluje buněčné složení vzorků - na Marsu nějakou dobu k hledání známek života. V tomto ohledu by přidání vanadu poskytlo materiál, který by fungoval jako biologický podpis pro potvrzení existence organického života ve zkoušených vzorcích. Jak vysvětlil Marshall:
"Lidé říkají:" Pokud to vypadá jako život a má Ramanův signál uhlíku, máme život. Samozřejmě víme, že mohou existovat uhlíkaté materiály vyrobené v jiných procesech - například v hydrotermálních průduchech - konzistentní s vypadáním jako mikrofosílie, které také mají určitý uhlíkový signál. Lidé také uměle vytvářejí nádherné uhlíkové struktury, které vypadají jako mikrofosílie - přesně stejné. Teď jsme na křižovatce, kde je opravdu těžké říct, jestli je život jen na základě morfologie a Ramanovy spektroskopie. “
Není to poprvé, co Marshall a jeho spoluautoři obhajovali použití vanadu k hledání známek života. To byl předmět prezentace, kterou přednesli na Astrobiologické vědecké konferenci v roce 2015. Marshall a jeho tým navíc zdůrazňují, že tuto techniku bude možné provést pomocí nástrojů, které jsou již součástí NASA Mars 2020 mise.
Jejich navrhovaná metoda také zahrnuje novou techniku známou jako rentgenová fluorescenční mikroskopie, která se zaměřuje na elementární složení. K testování této techniky tým zkoumal tepelně změněné organicky zděné mikrofosílie, které byly kdysi organickými materiály (nazývané akritarchové). Ze svých údajů potvrdili, že v mikrofosilech, které byly nesporně organického původu, jsou přítomny stopy vanadu.
"Testovali jsme akritarchy, aby udělali důkaz konceptu na mikrofosilu, kde není pochyb o tom, že se díváme na zachovanou starou biologii," řekl Marshall. "Věk této mikrofosílie považujeme za devonský." Tito chlapi jsou vodní mikroorganismy - považují se za mikro řasy, eukaryotické buňky, pokročilejší než bakteriální. Obsah vanadu, který byste očekávali, jsme našli v cyanobakteriálním materiálu. “
Tvrdí, že tyto mikrofosilizované kousky života se pravděpodobně příliš neliší od druhů života, které mohly existovat na Marsu před miliardami let. Jiný vědecký výzkum také ukázal, že vanad je výsledkem organických sloučenin (jako je chlorofyl) ze živých organismů, které procházejí transformačním procesem způsobeným teplem a tlakem (tj. Diagenetickou změnou).
Jinými slovy, poté, co živé bytosti zemřou a pohřbily se v sedimentu, tvoří se v jejich zbytcích vanadium v důsledku pohřbení pod stále více vrstvami skály - tj. Zkameněním. Nebo, jak to vysvětlil Marshall:
"Vanadium se komplexuje v molekule chlorofylu." Chlorofyly mají obvykle ve středu hořčík - pod pohřebem nahrazuje hořčík vanad. Molekula chlorofylu se zaplete do uhlíkatého materiálu, čímž se zachová vanad. Je to, jako kdybyste měli v garáži uloženo lano a než ho odložíte, zabalte ho, abyste jej mohli příště rozmotat. Ale v průběhu času na garážové podlaze se to zamotá, věci se v něm zachytí. I když tvrdě zatřepete lanem, věci nevycházejí. Je to zamotaný nepořádek. Podobně, když se podíváte na uhlíkatý materiál, je to spletitý kus uhlíků a máte vanadium přimíchané. “
Práce byla podpořena Mezinárodním výzkumným grantem ARC (IREX) - sponzoruje výzkum, který se snaží najít biosignatury pro extracelulární život - s další podporou australského synchrotronu a pokročilého zdroje fotonů v Argonne National Laboratory. Těšíme se, Marshall a jeho kolegové doufají, že provedou další výzkum, který bude zahrnovat použití Ramanovy spektroskopie pro studium uhlíkatých materiálů.
Zdá se, že jejich výzkum v současné době přitahuje zajímavost Evropské kosmické agentury. Howell Edwards, který rovněž provádí výzkum pomocí Ramanovy spektroskopie (a jehož práce byla podpořena grantem ARC), je součástí týmu ESA pro průzkumník Mars Explorer, kde je zodpovědný za instrumentaci na ExoMars 2020 rover. Jak ale naznačil Marshall, tým také doufá, že NASA zváží jejich studii:
"Doufejme, že někdo v NASA přečte noviny." Zajímavé je, že vědec, který je hlavním vyšetřovatelem rentgenového spektrometru pro kosmickou sondu, nazývají se PIXL, byl jeho prvním postgraduálním studentem z Macquarie University, před dobou KU. Myslím, že jí pošlu e-mailem a řeknu: "To by mohlo být zajímavé." "
Očekává se, že příští desetiletí bude velmi příznivým obdobím pro průzkumné mise na Mars. Více vozů bude zkoumat povrch a doufat, že najde nepolapitelný důkaz života. Tyto mise také pomohou připravit cestu pro posádku NASA na Mars do 30. let 20. století, kdy uvidí astronauty přistát na povrchu Rudé planety poprvé v historii.
Pokud tyto mise skutečně najdou důkaz života, bude to mít hluboký dopad na všechny budoucí mise na Mars. Bude to mít také nesmírný dopad na lidské vnímání sebe sama, protože věděli, že život před miliardami let se život na Zemi neobjevil!
