Az elmúlt évtizedekben a folyamatban lévő Mars-kutatásaink felfedtek néhány nagyon izgalmas dolgot a bolygóról. Az 1960 - as és a 70 - es évek elején a Tengerész A szondák azt mutatták, hogy a Mars egy száraz, hideg bolygó volt, amelyen valószínűleg nincs élet. Mivel azonban a bolygó megértése elmélyült, rájött, hogy a Marsnak melegebb, nedvesebb környezete volt, amely támogatta az életet.
Ez viszont számos küldetést inspirált, amelyek célja az volt, hogy bizonyítékokat találjanak a múlt életről. A keresés legfontosabb kérdései azonban: hol kell keresni, és mit kell keresni? Egy új tanulmányban, amelyet a Kansasi Egyetem kutatói vezettek, egy nemzetközi tudósok egy csoportja azt javasolta, hogy a jövőbeli misszióknak vanadiumot keressenek. Állításuk szerint ez a ritka elem megmutathatja az élet fosszilizált bizonyítékait.
A „Vanádium képalkotó mikrofoszíliákban: új potenciális biológiai aláírás” című tanulmányuk, a közelmúltban jelent meg a tudományos folyóiratban. Asztrobiológia. Craig P. Marshall, a Kansasi Egyetem geológiai docense vezette, a nemzetközi csoport tagjai az Argonne Nemzeti Laboratórium, a Szaúd Aramco Földtani Technikai Szolgáltatások Osztálya, a Liege Egyetem és a Sydney Egyetem tagjai voltak.
Egyértelművé tenni, hogy a Marshoz hasonló bolygón az élet jeleinek megtalálása nem könnyű feladat. Amint Craig Marshall a Kansasi Egyetem sajtóközleményében rámutatott:
„Kivágták a munkádat, ha az ősi üledékes kőzetre keresik a mikrofosztilokat itt a Földön - és még inkább a Marson. A Földön a sziklák 3,5 milliárd éve vannak itt, és a tektonikus ütközések és átrendezések sok stresszt és nyomást gyakoroltak a sziklákra. Ezeket a sziklákat eltemethetik, és a hőmérséklet a mélységgel növekszik. ”
Papírjukban Marshall és kollégái a NASA-hoz hasonló küldetéseket javasolják Mars 2020 rover, az ESA-k ExoMars 2020 a rover és más javasolt felszíni missziók kombinálhatják a Raman-spektroszkópiát a vanádium keresésével, hogy bizonyítékot találjanak a fosszilis életre. A Földön ez az elem megtalálható a nyersolajokban, aszfaltokban és fekete palaban, amelyek a biológiai szerves anyagok lassú bomlása során keletkeztek.
Ezenkívül a paleontológusok és az asztrobiológusok a Marson egy ideje a Raman-spektroszkópiát alkalmazták - ezt a technikát feltárják a minták celluláris összetételéről - az élet jeleinek keresésére. Ebből a szempontból a vanádium hozzáadása olyan anyagot szolgáltatna, amely biológiai aláírásként szolgálna annak igazolására, hogy a vizsgált mintákban meg van jelen a szerves élet. Ahogy Marshall kifejtette:
"Az emberek azt mondják:" Ha úgy néz ki, mint az élet, és Raman szén jele van, akkor van életünk. Természetesen tudjuk, hogy más folyamatokban - például hidrotermikus szellőzőnyílásokban is - előállíthatók széntartalmú anyagok, összhangban a mikrofoszílok megjelenésével, amelyek szintén tartalmaznak szénjelet. Az emberek mesterségesen csodálatos szénszerkezeteket is készítenek, amelyek úgy néznek ki, mint a mikrofossilisz - pontosan ugyanaz. Tehát most egy olyan helyzetben vagyunk, ahol nagyon nehéz megmondani, létezik-e élet csak morfológia és Raman-spektroszkópia alapján. "
Nem ez az első alkalom, amikor Marshall és társszerzői a vanádium használatát javasolták az élet jeleinek keresésére. Ilyen előadás volt a 2015-ben az Astrobiology Science konferencián tartott előadás. Mi több, Marshall és csapata hangsúlyozza, hogy ezt a technikát olyan eszközökkel lehet végrehajtani, amelyek már a NASA része Mars 2020 küldetés.
A javasolt módszer magában foglalja az új technikát is, az úgynevezett röntgenfluoreszcencia mikroszkópiát, amely az elemi összetételt vizsgálja. Ennek a módszernek a tesztelésére a csoport termikusan megváltoztatott, szerves falú mikrofosszileket vizsgáltak, amelyek egykor szerves anyagok voltak (acritarchs). Adataik alapján megerősítették, hogy vanádiumnyomok vannak a mikrofoszlopokban, amelyek kétségtelenül szerves eredetűek.
"Kísérleteinket az akritisztákkal teszteltük, hogy elvégezzük a koncepció bizonyosságát egy mikrofosszilis tüzelőanyaggal, ahol nincs semmiféle kétség, hogy a megőrzött ősi biológiát vizsgáljuk" - mondta Marshall. „Ennek a mikrofosszilis korszaknak azt gondoljuk, hogy devoni. Ezek a srácok vízi mikroorganizmusok - úgy gondolják, hogy mikroalgák, eukarióta sejtek, fejlettebbek, mint baktériumok. Megtaláltuk az elvárható vanádiumtartalmat a cianobaktériumokban. ”
Az állításuk szerint ezek a mikrofilizált életmódok valószínűleg nem különböznek nagyon különbözik attól az élettől, amely a Marson milliárd évvel ezelőtt létezett. Más tudományos kutatások azt is kimutatták, hogy a vanádium az élő szervezetekből származó szerves vegyületek (mint például a klorofill) eredménye, amely hő és nyomás (azaz diagenetikai változás) által okozott átalakulási folyamaton megy keresztül.
Más szavakkal: miután az élőlények meghaltak és üledékbe temetkeztek, vanádium képződik maradványaikban azért, mert egyre több kőzetrétegbe temetik őket - azaz kövületképződést. Vagy, ahogy Marshall kifejtette:
„A vanádium komplexedik a klorofill-molekulában. A klorofillok középpontjában általában magnézium van - temetés alatt a vanádium helyettesíti a magnéziumot. A klorofill-molekula belefér a széntartalmú anyagba, megőrizve ezzel a vanádiumot. Olyan ez, mintha egy kötelet tárolnának a garázsban, és mielőtt eldobná, becsomagolják, így a következő alkalommal is kibonthatja. De idővel a garázs padlóján összezavarodnak, a dolgok beleragadnak. A dolgok még akkor sem jönnek ki, ha erősen rázod meg ezt a kötélt. Ez egy kusza rendetlenség. Hasonlóképpen, ha a széntartalmú anyagot nézi, akkor összekeveredik a szénalapok rendetlensége, és be van keverve a vanádium. ”
A munkát egy ARC Nemzetközi Kutatási Díj (IREX) támogatta - amely szkripciót folytat az extracelluláris élet biológiai aláírásainak kutatására - az ausztrál Synchrotron és az Advanced Photon Source további támogatásával az Argonne Nemzeti Laboratóriumban. A jövőre nézve Marshall és kollégái további kutatások elvégzését remélik, amelyek során Raman-spektroszkópiát alkalmaznak a széntartalmú anyagok tanulmányozására.
Jelenleg kutatásaik úgy tűnik, vonzza az Európai Űrügynökség érdeklődőit. Howell Edwards, aki Raman-spektroszkópiával is végez kutatásokat (és amelynek munkáját ARC-támogatás támogatta), az ESA Mars Explorer csapata része, ahol a ExoMars 2020 rover. De amint azt Marshall jelezte, a csapat azt is reméli, hogy a NASA megvizsgálja tanulmányukat:
„Remélhetőleg valaki a NASA-ban elolvassa a papírt. Érdekes módon az a tudós, aki az űrszonda röntgen-spektrométerének elsődleges kutatója, PIXL-nek hívják, volt a Macquarie Egyetemen végzett első hallgatója a KU-idők előtt. Azt hiszem, elküldöm neki a papírt, és azt mondom: „Ez érdekes lehet.”
A következő évtized várhatóan nagyon kedvező idő lesz a Marsba irányuló felfedező missziók számára. Több rover feltárja a felszínt, remélve, hogy megtalálja az élet megfoghatatlan bizonyítékait. Ezek a missziók elősegítik az utat a NASA legénységgel ellátott, a Mars felé tartó missziójához a 2030-as évekre, amelyben az űrhajósok a történelem során először szállnak le a Vörös Bolygó felszínére.
Ha valójában ezek a küldetések bizonyítékot találnak az életre, az mély hatást gyakorol majd a Marsra irányuló minden jövőbeli küldetésre. Mérhetetlen hatással lesz az emberiség önmagának felfogására is, mivel végre tudta, hogy több milliárd évvel ezelőtt az élet nem csak a Földön jelent meg!
