U posljednjih nekoliko desetljeća, naše studije na Marsu koje su u tijeku otkrile su neke vrlo fascinantne stvari o planeti. U 60-ima i ranim 70-ima, Mornar sonde su otkrile da je Mars suh, frigidan planet koji je najvjerojatnije lišen života. No kako se naše razumijevanje planeta produbljivalo, postalo je poznato da je Mars jednom imao toplije, vlažnije okruženje koje je moglo podržati život.
To je zauzvrat potaknulo više misija, čija je svrha bila pronalaženje dokaza o prošlom životu. Ključna pitanja u ovoj potrazi su, međutim, gdje potražiti i što tražiti? U novoj studiji koju su vodili istraživači sa Sveučilišta u Kansasu, tim međunarodnih znanstvenika preporučio je da u budućim misijama treba tražiti vanadij. Ovaj rijetki element, tvrde, mogao bi usmjeriti put ka fosiliziranim dokazima života.
Njihova studija pod naslovom „Predodžba vanadija u mikrofosilima: nova potencijalna biosignatura“ nedavno se pojavila u znanstvenom časopisu Astrobiologija. Međunarodni tim pod vodstvom Craig P. Marshall-a, izvanrednog profesora geologije na Sveučilištu u Kansasu, uključivao je članove Nacionalnog laboratorija Argonne, Sektora za geološke tehničke usluge Saudi Aramco, Sveučilišta u Liegeu i Sveučilišta u Sydneyu.
Da budemo jasni, pronalaženje znakova života na planeti poput Marsa nije lak zadatak. Kao što je Craig Marshall naznačio u priopćenju sa Sveučilišta u Kansasu:
"Isključili ste svoj posao ako gledate drevni sedimentni kamen za mikrofosile na Zemlji - a još više na Marsu. Na Zemlji su stijene tu već 3,5 milijardi godina, a tektonski sudari i premještanja stvorili su veliki stres i pritisak na stijene. Također, ove se stijene mogu zakopati i temperatura se povećava s dubinom. "
U svom radu, Marshall i njegovi kolege preporučuju misije poput NASA-inog Mars 2020. godine rover, ESA's ExoMars 2020 rover i druge predložene površinske misije mogle bi kombinirati Ramansku spektroskopiju s potragom vanadija kako bi pronašli dokaze o fosiliziranom životu. Na Zemlji su taj element pronašli u sirovim uljima, asfaltima i crnim škriljevcima koji su nastali polakim propadanjem biološkog organskog materijala.
Osim toga, paleontolozi i astrobiolozi neko su vrijeme na Marsu koristili Ramansku spektroskopiju - tehniku koja otkriva stanične sastave uzoraka - da bi pronašli znakove života. U tom pogledu, dodatak vanadijuma pružio bi materijal koji bi bio biosignat da potvrdi postojanje organskog života u ispitivanim uzorcima. Kao što je Marshall objasnio:
"Ljudi kažu:" Ako izgleda kao život i ima ramanski signal ugljika, onda imamo život. Ali, naravno, znamo da mogu postojati ugljični materijali proizvedeni u drugim procesima - poput hidrotermalnih otvora - u skladu s izgledom mikrofosila koji također imaju signal ugljika. Ljudi također umjetno stvaraju divne ugljikove strukture koje izgledaju poput mikrofosila - potpuno isto. Dakle, sada smo na raskršću gdje je zaista teško reći postoji li život samo na morfologiji i Ramanovoj spektroskopiji. "
Ovo nije prvi put da se Marshall i njegovi koautori zalažu za korištenje vanadija za traženje znakova života. Takva je tema bila prezentacija koju su održali na Astrobiology Science Conference 2015. Više od toga, Marshall i njegov tim naglašavaju da bi bilo moguće izvesti ovu tehniku koristeći instrumente koji su već dio NASA-inog programa Mars 2020. godine misija.
Njihova predložena metoda uključuje i novu tehniku poznatu kao rendgenska fluorescentna mikroskopija, koja se bavi elementarnim sastavom. Kako bi testirali ovu tehniku, tim je pregledao termički izmijenjene mikrofosile sa zidovima koji su nekad bili organski materijali (nazvane akritarhi). Iz njihovih podataka potvrdili su da se u mikrofosilima koji su nesporno organskog porijekla nalaze tragovi vanadijuma.
"Ispitali smo akritarke kako bismo napravili potvrdu koncepta na mikrofosilu gdje nema sjene sumnje da gledamo sačuvanu drevnu biologiju", rekao je Marshall. "Doba ovog mikrofosila za koji mislimo da je девоnska. Ti su vodeni mikroorganizmi - smatrali su da su mikroalge, eukariotska stanica, naprednija od bakterijskih. Pronašli smo sadržaj vanadijuma koji biste očekivali u cijanobakterijskim materijalima. "
Oni, mikrofosilizirani dio života, vjerojatno, nisu baš različiti od vrsta života koje su mogle postojati na Marsu prije nekoliko milijardi godina. Druga znanstvena istraživanja također su pokazala da je vanadij rezultat organskih spojeva (poput klorofila) živih organizama koji prolaze proces transformacije uzrokovan toplinom i pritiskom (tj. Dijagenetskom izmjenom).
Drugim riječima, nakon što živa bića umru i pokopaju se u sedimentu, vanadij se formira u njihovim ostacima kao rezultat pokopavanja pod sve više i više slojeva stijena - to jest fosilizacije. Ili, kako je Marshall objasnio:
"Vanadij se složio u molekuli klorofila. Klorofili obično imaju magnezij u središtu - pod ukopom vanadij zamjenjuje magnezij. Molekula klorofila se uvlači u karbonatni materijal i na taj način čuva vanadij. Kao da imate u svojoj garaži konop spremljen i prije nego što ga odložite zamotate tako da ga možete razmotati sljedeći put kad vam zatreba. Ali s vremenom se na podu garaže zapetljaju, stvari se uhvaćaju u njemu. Čak i kad snažno tresnete konopac, stvari ne izlaze van. To je zapetljan nered. Slično tome, ako pogledate ugljenični materijal, tamo je zamršen nered listova ugljika i vanadij se pomiješao. "
Rad je podržan ARC International Research Grant (IREX) - koji sponzorira istraživanje koje nastoji pronaći biosignaturi za izvanćelijski život - uz dodatnu podršku Australian Synchrotron i Advanced Photon Source u Nacionalnoj laboratoriji Argonne. Gledajući naprijed, Marshall i njegovi kolege nadaju se da će provesti daljnja istraživanja koja će uključivati upotrebu Ramanove spektroskopije za proučavanje ugljeničnih materijala.
Trenutno se čini da su njihova istraživanja privukla zanimljivost Europske svemirske agencije. Howell Edwards, koji također provodi istraživanja koristeći Ramansku spektroskopiju (a čiji je rad podržan donacijom ARC-a), dio je ESA-inog tima Mars Explorer, gdje je odgovoran za instrumentaciju na ExoMars 2020 Rover. No, kako je Marshall najavio, tim se također nada da će NASA razmotriti njihovu studiju:
"Nadam se da netko iz NASA-e čita članak. Zanimljivo je da je znanstvenik, koji je glavni istraživač rentgenskog spektrometra za svemirsku sondu, oni ga zovu PIXL, bio njegov prvi diplomski student na Sveučilištu Macquarie, prije KU vremena. Mislim da ću joj poslati e-poštu i reći: "Ovo bi moglo biti zanimljivo."
Očekuje se da će sljedeće desetljeće biti vrlo povoljno vrijeme za istraživačke misije na Mars. Višestruki roveri će istražiti površinu, nadajući se da će pronaći neuhvatljive dokaze života. Te će misije također pomoći utrti put NASA-inoj misiji na Mars do 2030-ih, koja će prvi put u povijesti vidjeti astronaute kako slijeću na površinu Crvene planete.
Ako se u ovim misijama nađu dokazi o životu, to će imati dubok učinak na sve buduće misije na Mars. To će također imati neizmjerni utjecaj na čovjekovo opažanje sebe, konačno znajući da se prije nekoliko milijardi godina život nije pojavio samo na Zemlji!
