През последните няколко десетилетия нашите текущи проучвания на Марс разкриха някои много завладяващи неща за планетата. През 60-те и началото на 70-те години моряк сонди разкриха, че Марс е суха, фригидна планета, която най-вероятно е лишена от живот. Но тъй като нашето разбиране за планетата се задълбочи, стана известно, че Марс някога е имал по-топла и по-влажна среда, която е могла да поддържа живота.
Това от своя страна е вдъхновило множество мисии, чиято цел е да намери доказателства за този отминал живот. Ключовите въпроси при това търсене обаче са къде да търсите и какво да търсите? В ново проучване, ръководено от изследователи от Университета в Канзас, екип от международни учени препоръча бъдещите мисии да търсят ванадий. Според тях този рядък елемент може да насочи пътя към вкаменените доказателства за живота.
Тяхното проучване, озаглавено „Образуване на ванадий в микрофосили: нова потенциална биосигнатура“, наскоро се появи в научното списание Астробиология. Воден от Крейг П. Маршал, доцент по геология в Университета в Канзас, международният екип включваше членове от Националната лаборатория Аргон, Отдела за геоложки технически услуги на Саудитска Арамко, Университета в Льеж и Университета в Сидни.
За да бъдем ясни, намирането на признаци на живот на планета като Марс не е лесна задача. Както Крейг Маршал посочи в прессъобщение на Университета в Канзас:
„Разрязали сте работата си, ако гледате древна утаена скала за микрофосили тук на Земята - и още повече на Марс. На Земята скалите са тук от 3,5 милиарда години, а тектонските сблъсъци и преобразувания оказват голям стрес и натиск върху скалите. Също така тези скали могат да се заровят и температурата се увеличава с дълбочина. "
В своя доклад Маршал и неговите колеги препоръчват мисии като НАСА Марс 2020 Роувър, ESA ExoMars 2020 rover и други предложени повърхностни мисии могат да комбинират Раманова спектроскопия с търсенето на ванадий, за да намерят доказателства за вкаменен живот. На Земята този елемент е открит в сурови масла, асфалти и черни шисти, които са се образували при бавния разпад на биологичния органичен материал.
Освен това палеонтолозите и астробиолозите са използвали Раманова спектроскопия - техника, която разкрива клетъчните състави на пробите - на Марс за известно време, за да търсят признаци на живот. В това отношение добавянето на ванадий би осигурило материал, който би действал като биосигнатура за потвърждаване съществуването на органичен живот в изследваните проби. Както обясни Маршал:
„Хората казват:„ Ако изглежда като живот и има раманов сигнал за въглерод, значи имаме живот. Но, разбира се, знаем, че може да има въглеродни материали, произведени в други процеси - като в хидротермални отвори - в съответствие с това, че изглеждат като микрофоси, които също имат някакъв въглероден сигнал. Хората също правят изкуствени въглеродни структури изкуствено, които приличат на микрофосили - абсолютно същото. И така, сега сме на кръстовище, където е наистина трудно да се каже дали животът се основава само на морфология и раманова спектроскопия. "
Това не е първият път, в който Маршал и неговите съавтори се застъпват за използването на ванадий за търсене на признаци на живот. Такава беше темата на презентация, която направиха на научната конференция по астробиология през 2015 г. Нещо повече, Маршал и неговият екип подчертават, че би било възможно да се използва тази техника с инструменти, които вече са част от НАСА Марс 2020 мисия.
Предложеният метод включва също нова техника, известна като рентгенова флуоресцентна микроскопия, която разглежда елементарен състав. За да изпробва тази техника, екипът изследва термично променените органични стени, микрофосили, които някога са били органични материали), наречени акритхари). От своите данни те потвърдиха, че следи от ванадий присъстват в микрофосилите, които са безспорно органични по произход.
„Тествахме акриарсите, за да направим доказателство за концепцията на микрофосила, където няма сянка на съмнение, че гледаме запазена древна биология“, каза Маршал. „Възрастта на този микрофосил смятаме, че е девонска. Тези хора са водни микроорганизми - смята се, че са микроводорасли, еукариотна клетка, по-напреднали от бактериални. Открихме съдържанието на ванадий, което очаквате в цианобактериални материали. "
Според тях тези микрофосилизирани частици от живота вероятно не се отличават много от видовете живот, които биха могли да съществуват на Марс преди милиарди години. Други научни изследвания показват също, че ванадийът е резултат от органични съединения (като хлорофил) от живи организми, подложени на процес на трансформация, причинен от топлина и налягане (т.е. диагенетична промяна).
С други думи, след като живите същества умират и се погребват в утайка, ванадий се образува в останките им в резултат на погребване под все повече и повече слоеве скала - т.е. фосилизация. Или както го обясни Маршал:
„Ванадий се усложнява в молекулата на хлорофила. Хлорофилите обикновено имат магнезий в центъра - при погребване ванадий замества магнезия. Хлорофилната молекула се заплита във въглеродния материал, като по този начин запазва ванадия. Сякаш имаш въже в гаража си и преди да го сложиш, го увиваш, за да можеш да го разплетеш следващия път, когато имаш нужда. Но с течение на времето на пода на гаража той се заплита, нещата се залавят в него. Дори когато разклатите силно въжето, нещата не излизат. Това е заплетена каша. По същия начин, ако погледнете въглероден материал, има заплетена каша от листове въглерод и сте смесили ванадия. "
Работата беше подкрепена от ARC International Research Grant (IREX) - който спонсорира изследванията, които се стремят да намерят биосигнатури за извънклетъчен живот - с допълнителна подкрепа от австралийския синхротрон и разширения източник на фотони в Националната лаборатория в Аргон. В перспектива Маршал и неговите колеги се надяват да проведат допълнителни изследвания, които ще включват използване на Раманова спектроскопия за изследване на въглеродни материали.
В момента техните изследвания изглежда са привлекли интересното на Европейската космическа агенция. Хоуъл Едуардс, който също така провежда изследвания с помощта на Раманова спектроскопия (и работата на която е подкрепена от безвъзмездна помощ от ARC), е част от екипа на ESA Mars Explorer, където той отговаря за инструменталното оборудване на ExoMars 2020 Rover. Но както посочи Маршал, екипът се надява и НАСА да вземе предвид тяхното проучване:
„Дано някой от НАСА да прочете документа. Интересното е, че ученият, който е главен изследовател на рентгеновия спектрометър за космическата сонда, наричат го PIXL, е първият му аспирант от университета Macquarie, преди времето му в KU. Мисля, че ще й изпратя имейла и ще кажа: „Това може да представлява интерес.“
Следващото десетилетие се очаква да бъде много благоприятен момент за изследователски мисии до Марс. Множество гребци ще изследват повърхността, надявайки се да намерят неуловимите доказателства за живота. Тези мисии също ще помогнат да се проправи път към екипажа на НАСА на Марс до 2030-те, в който за първи път в историята астронавтите ще кацнат на повърхността на Червената планета.
Ако в действителност тези мисии намерят доказателства за живота, това ще има дълбоко въздействие върху цялата бъдеща мисия до Марс. Освен това ще има неизмеримо въздействие върху възприятието на човечеството за себе си, като най-сетне знае, че преди милиарди години животът не е възникнал само на Земята!
