Najgłębsze organizmy Ziemi mogą zawierać dowody na istnienie obcego życia na Marsie

Aby zrozumieć, jakie życie może przetrwać głęboko na Marsie, musimy przyjrzeć się niektórym z najgłębszych i najstarszych form życia na naszej planecie.

Mars to nie tylko czerwona planeta: to także mokra planeta. 12 sierpnia amerykańscy badacze przedstawili dowody na… Ogromny zbiornik ciekłej wodygłęboko w skalistej skorupie planety.

Dane pochodziły z lądownika NASA Mars Insight, który zarejestrował ponad 1300 marsjańskich wstrząsów w ciągu czterech lat. Naukowcy pod kierownictwem Vashana Wrighta, geofizyka z Scripps Institution of Oceanography na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego, zbadali fale sejsmiczne, które dotarły do ​​łazika i doszli do wniosku, że Przeszli przez warstwy mokrej skałyChociaż powierzchnia Marsa jest jałową pustynią, dane Wrighta wskazują, że w skałach na głębokości od 11,5 do 20 km pod powierzchnią planety znajdują się duże ilości wody.

„Jeśli te przewidywania się sprawdzą, myślę, że będzie to zmiana zasad gry” – mówi Karen Lloyd, mikrobiolog podpowierzchniowy na Uniwersytecie Południowej Kalifornii w Los Angeles.

Obecność wód gruntowych na Marsie otwiera drzwi do możliwości istnienia podziemnego życia na Marsie. Ostatnie kilka dekad ujawniło istnienie ogromnej biosfery ukrytej głęboko w Ziemi. Obecnie wydaje się, że to samo może dotyczyć Marsa. Jeśli życie rzeczywiście istnieje na Marsie, może znajdować się pod ziemią.

Przez ponad 30 lat biolodzy gromadzili na to dowody Życie toczy się głęboko pod ziemią Na Ziemi badacze wwiercili się głęboko w dno morskie i na kontynenty, znajdując życie w zakopanych w ziemi osadach, a nawet pomiędzy warstwami i kryształami litej skały.

Większość tych stworzeń żyjących w ciemności to mikroorganizmy jednokomórkowe, zwłaszcza bakterie i archeony. Te dwie ogromne grupy to najstarsze znane formy życia na Ziemi: istniały ponad trzy miliardy lat temu, na długo przed pojawieniem się zwierząt i roślin.

W ciągu ostatnich dwudziestu lat również to udowodniono Głęboka biosfera „Jest bardzo różnorodny. Głęboko pod ziemią żyje wiele różnych organizmów” – mówi Cara Magnabosco, geolog ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu.

Bakterie dzielą się na duże grupy zwane gromadami: oficjalnie uznano jedynie kilkadziesiąt z nich, m.in Szacuje się, że 1300„Prawie wszystkie te rafy można znaleźć pod ziemią” – mówi Magnabosco.

Ponieważ są tak ciemne, drobnoustroje te nie mogą pozyskiwać energii bezpośrednio ze światła słonecznego, tak jak robią to organizmy fotosyntetyzujące na powierzchni. „Naprawdę ważne jest, aby pamiętać, że te drobnoustroje nie są w dużym stopniu zależne od słońca” – mówi Lloyd.

Nie otrzymują również żadnych innych bodźców, takich jak składniki odżywcze z góry. Wiele z tych głębokich ekosystemów jest „całkowicie odłączonych od powierzchni” – mówi Magnabosco.

Zamiast tego ekosystemy te opierają się na chemosyntezie. Mikroorganizmy pozyskują energię poprzez reakcje chemiczne, otrzymując substancje chemiczne z otaczających je skał i wody. Na przykład drobnoustroje mogą wykorzystywać jako źródło materiałów gazy, takie jak metan lub siarkowodór. „We wnętrzu Ziemi zachodzi wiele różnych reakcji chemicznych” – mówi Lloyd. „Wielu z nas spędza dużo czasu na poszukiwaniu nowych reakcji, które podtrzymują życie”.

Chociaż we wnętrzu Ziemi dominują jednokomórkowe drobnoustroje, istnieje kilka rzadkich zwierząt. Badanie przeprowadzone w 2011 roku wykazało Nicienie w wodzie pękającej 0,9 do 3,6 km (0,6 do 2,2 mil) poniżej kopalni południowoafrykańskich. Wydaje się, że woda znajdowała się tam od co najmniej 3000 lat, co sugeruje, że populacja nicieni może liczyć tysiące lat. W wyniku kontroli przeprowadzonej w 2015 r. stwierdzono Płazińce, robaki segmentowe, wrotki i stawonogi W wodach szczelinowych na głębokości 1,4 km (0,9 mil): woda miała tam do 12 300 lat. Zwierzęta żywią się cienką warstwą drobnoustrojów znajdujących się na powierzchni skały.

Jeśli zejdziesz wystarczająco głęboko pod ziemię, problemem stanie się również ciśnienie. Rodzaj skały również ma znaczenie, ponieważ… Wpływa na reakcje chemiczne, które mogą wystąpić A więc rodzaje drobnoustrojów chemosyntetycznych, które mogą tam żyć. – Ale nie mogę podać ci numeru [on how far down life exists] „Ponieważ jeszcze tego nie dotarliśmy, ponieważ nie kopaliśmy zbyt głęboko” – mówi Lloyd. Granica może być zaskakująco głęboka: badanie próbek z wulkanu błotnego przeprowadzone w 2017 roku sugeruje, że granica ta może być zaskakująco głęboka. Życie może istnieć 10 kilometrów (6,2 mil) pod dnem morskim.

Niektóre z tych form życia są bardzo powolne. „Z pewnością istnieją duże obszary wnętrza Ziemi, zwłaszcza pod oceanami, gdzie przez miliony lat tak naprawdę nic się nie dzieje” – mówi Lloyd. Ponieważ z góry nie napływają żadne nowe składniki odżywcze i nie ma możliwości ucieczki, drobnoustroje w tych miejscach mają bardzo mało jedzenia. „Oznacza to, że po prostu nie mają energii do tworzenia nowych komórek” – dodaje. Zamiast tego spowalniają metabolizm i znajdują się prawie w stanie stagnacji. „Jest całkowicie prawdopodobne, że pojedyncza komórka może żyć tysiące lat lub dłużej”.

Ten rodzaj życia – opierający się na reakcjach chemicznych między skałami i wodą, być może przebiegających w niezwykle wolnym tempie – prawdopodobnie istniał w bogatych w wodę skałach głęboko na powierzchni Marsa.

Jak dotąd nie ma konkretnych ani bezpośrednich dowodów na istnienie życia na Marsie, pomimo dziesięcioleci bezzałogowych misji na Czerwoną Planetę. Powierzchnia jest sucha i zimna, a na zdjęciu wykonanym przez kamerę łazika marsjańskiego nigdy nie pojawiła się żadna żywa istota.

Jednakże cechy takie jak rowki silnie sugerują, że miliardy lat temu na powierzchni Marsa znajdowała się bieżąca woda. Część tej wody mogła wylecieć w przestrzeń kosmiczną, ale zespół Wrighta doszedł do wniosku, że większość znajduje się pod ziemią.

„Wiemy, że woda jest podstawowym warunkiem życia, jakie znamy” – mówi Lloyd. Być może w przeszłości powierzchnia Marsa nadawała się do zamieszkania, a obecnie nadaje się do zamieszkania tylko jej dolna część. „Zawsze wolałam myśl, że życie zostanie w jakiś sposób pogrzebane” – mówi.

Podobnie jak powolne mikroby żyjące głęboko w oceanach Ziemi, Mikroby marsjańskie mogą przylgnąć do życia Magnabosco twierdzi, że pomimo niedoboru składników odżywczych „ten sam rodzaj procesów, które zachodzą we wnętrzu Ziemi, mógłby zachodzić na Marsie”.

Jak dotąd najbardziej sugestywny dowód życia Smugi metanu w marsjańskim powietrzukażdy Zmienia się w zależności od pory rokuNa Ziemi metan jest często wytwarzany przez mikroorganizmy – gaz ten może więc powstawać w wyniku odpadów życia podziemnego. Lloyd zaleca jednak ostrożność. „Istnieje wiele niezwiązanych z życiem powodów, dla których mogą pojawiać się smugi metanu” – mówi.

Ponadto istnieje wiele innych przeszkód Życie we wnętrzu Marsa„Życie potrzebuje nie tylko wody, potrzebuje energii i przestrzeni, dlatego potrzebuje domu” – mówi Lloyd. Nie wiemy jeszcze, czy pory w skałach marsjańskich są wystarczająco duże dla drobnoustrojów. Podobnie, Skład chemiczny głębokich skał Jest to niezwykle ważne, gdyż będzie to źródło energii chemicznej.

Dla Magnabosco „największą wątpliwością” dotyczącą życia na Marsie „jest to, czy powstało, czy nie”. Ponieważ nie wiemy, jak z materiałów nieożywionych powstały pierwsze organizmy żywe, nie wiemy, czy na Marsie w ogóle istniały warunki. Nadaje się do pojawienia się życia„Jeśli życie mogło rozwinąć się na Marsie” – mówi – „ma bardzo duże szanse na przetrwanie i istnienie na Marsie dzisiaj”.

Jeśli na Marsie istnieje tak głęboka biosfera, jak możemy ją znaleźć? Oczywistym pomysłem jest wiercenie w Marsie, ale musielibyśmy wiercić na głębokość 10 kilometrów (6,2 mil) lub więcej – co jest ciężkie nawet na Ziemi. Czy zrobilibyśmy to na planecie, na której brakuje powietrza do oddychania i bieżącej wody? „To znacznie trudniejsze” – mówi Magnabosco.

„Poszukiwanie metanu byłoby naprawdę pomocne” – mówi Lloyd. W tej chwili nie wiemy, skąd pochodzi gaz. „Jeśli odkryjemy, że kieszenie wodne są powiązane ze smugami metanu” – To byłaby sugestia Z życia – mówi.

Wreszcie, jeśli na Marsie rzeczywiście krąży woda, możemy to wykorzystać. Na lądzie wodę dostarczają takie elementy, jak gorące źródła Z głębi ziemi na powierzchnię„Na Marsie występują wulkany błotne. Są na Marsie miejsca, do których można się udać, gdzie można znaleźć głęboko pod powierzchnią próbki, które zostały wydobyte i wyniesione na powierzchnię” – mówi Lloyd.

Zanim otrzymamy ostateczną odpowiedź, może minąć kilkadziesiąt lat. Ta odpowiedź może zniechęcać: Mars jest mniej aktywny tektonicznie i hydrologicznie niż Ziemia, co wskazuje, że życie jest albo rzadkie, albo w ogóle nie istnieje. „Być może szukamy życia, które nie istniało od dawna” – mówi Lloyd. W tym przypadku możemy znaleźć jedynie dowody kopalne, a nie żywe organizmy. „Tak czy inaczej, na Marsie istnieje życie” – dodaje.

Jeśli spodobała Ci się ta historia, Zapisz się na newsletter Lista Niezbędna – Wyselekcjonowana kolekcja funkcji, filmów i aktualności, których nie możesz przegapić, dostarczana do Twojej skrzynki odbiorczej dwa razy w tygodniu.

Więcej artykułów o nauce, technologii, środowisku i zdrowiu z BBC znajdziesz na naszej stronie Facebooku I X.