Περιεχόμενα
Στην αναζήτηση της ζωής σε άλλον πλανήτη, το ρόβερ Curiosity της NASA βρίσκεται σε μια σχεδόν δεκαετή αποστολή για να προσδιορίσει εάν ο Άρης ήταν κάποτε κατοικήσιμος. Μια νέα ανάλυση δειγμάτων ιζήματος που συνέλεξε το ρόβερ αποκάλυψε την παρουσία άνθρακα. Αυτό μπορεί να συνδέεται με την πιθανή ύπαρξη αρχαίας ζωής στον κόκκινο πλανήτη.
Οι εξηγήσεις είναι τρεις, όπως υποστηρίζουν οι επιστήμονες. Η προέλευση του άνθρακα είναι πιθανό να οφείλεται στην κοσμική σκόνη, στην υπεριώδη αποικοδόμηση του διοξειδίου του άνθρακα ή στην υπεριώδη αποικοδόμηση του βιολογικά παραγόμενου μεθανίου. Μπορεί δηλαδή να παραχθεί στο παρελθόν από μορφές μικροβιακής ζωής, όπως συμβαίνει και στη Γη. Ο άνθρακας είναι το θεμέλιο για όλη τη ζωή στη Γη και ο κύκλος του άνθρακα είναι η φυσική διαδικασία ανακύκλωσης των ατόμων άνθρακα.
Εάν γινόταν αυτό το είδος μέτρησης του άνθρακα στη Γη, θα έδειχνε ότι τα μικρόβια κατανάλωναν μεθάνιο που παράγεται βιολογικά. Ενώ το Curiosity είχε προηγουμένως ανιχνεύσει μεθάνιο στον Άρη, οι ερευνητές μπορούν μόνο να μαντέψουν εάν κάποτε υπήρχαν μεγάλα νέφη μεθανίου που απελευθερώνονταν κάτω από την επιφάνεια του. Αν ήταν έτσι και υπήρχαν μικρόβια στην επιφάνεια του Άρη, θα είχαν καταναλώσει αυτό το μεθάνιο.
Στον πλανήτη μας, τα άτομα άνθρακα κάνουν έναν κύκλο καθώς ταξιδεύουν από την ατμόσφαιρα στο έδαφος και πίσω στην ατμόσφαιρα. Το μεγαλύτερο μέρος του άνθρακα μας βρίσκεται σε πετρώματα και ιζήματα και το υπόλοιπο βρίσκεται στον παγκόσμιο ωκεανό, την ατμόσφαιρα και τους οργανισμούς, σύμφωνα με την NOAA ή την Εθνική Υπηρεσία Ωκεανών και Ατμόσφαιρας.
Το ρόβερ παίρνει από το 2012 δείγματα από την επιφάνειά του Άρη και κάνει αναλύσεις επιτόπου με το φορητό χημικό εργαστήριο του. Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον καθηγητή γεωεπιστημών Κρίστοφερ Χάουζ του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS), σύμφωνα με το “Science”, ανακοίνωσαν ότι το Curiosity ανίχνευσε ένα σήμα που θα μπορούσε να αποτελεί ένδειξη αρχαίας αρειανής ζωής.
Πώς ο άνθρακας μπορεί να εξηγήσει την μικροβιακή ζωή στον Άρη
Ο άνθρακας που βρέθηκε παγιδευμένος σε αρειανά πετρώματα, είναι εμπλουτισμένος με ελαφριά ισότοπα άνθρακα. Στη Γη αυτό αποτελεί ισχυρή ένδειξη για αρχαία μικροβιακή ζωή. Δεδομένου όμως ότι πρόκειται για τον Άρη, τα πράγματα περιπλέκονται. Κατά καιρούς έχουν διαψευσθεί θεωρίες, οπότε οι επιστήμονες μελετούν παράλληλα όλες τις εναλλακτικές μη βιολογικές ερμηνείες του φαινομένου.
Επικεντρώνονται στην επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα του και την αστρόσκονη. Υπάρχει και η πιθανότητα κάποια υπόγεια μικρόβια να παρήγαγαν κάποτε εμπλουτισμένο άνθρακα με τη μορφή αερίου μεθανίου. Ο άνθρακας υπάρχει σε δύο σταθερές ισοτοπικές μορφές: του «ελαφρού» άνθρακα-12 που αποτελεί τη συντριπτική πλειονότητα του υπάρχοντος άνθρακα, και του βαρύτερου άνθρακα-13. Η ζωή έχει εξελίξει μηχανισμούς στη Γη που ευνοούν τον ελαφρύτερο άνθρακα, με αποτέλεσμα τα περισσότερα οργανικά μόρια που έχουν βιολογική προέλευση, να περιέχουν άνθρακα-12.
Μαθαίνοντας περισσότερα για την προέλευση αυτού του άνθρακα του Άρη θα μπορούσε επίσης να κατανοηθεί η διαδικασία του κύκλου του άνθρακα στον Άρη. Οι ερευνητές ανέλυσαν τις μετρήσεις του ρόβερ από 24 διαφορετικά δείγματα πετρωμάτων από τον κρατήρα Gale, ο οποίος κάποτε περιείχε μία αρχαία λίμνη.
Συγκεκριμένα, το ρόβερ σύλλεξε δείγματα ιζήματος στον κρατήρα μεταξύ Αυγούστου 2012 και Ιουλίου 2021. Στη συνέχεια, το Curiosity θέρμανε αυτά τα 24 δείγματα σκόνης σε περίπου 850 βαθμούς Κελσίου προκειμένου να διαχωρίσει τα στοιχεία. Αυτό έκανε τα δείγματα να απελευθερώσουν μεθάνιο, το οποίο στη συνέχεια αναλύθηκε από ένα άλλο όργανο στο οπλοστάσιο του για να δείξει την παρουσία σταθερών ισοτόπων άνθρακα ή ατόμων άνθρακα. Σε έξι από αυτά τα δείγματα η αναλογία του άνθρακα-12 σε σχέση με τον άνθρακα-13 ήταν τόσο μεγάλη, που ο House έκανε λόγο για «δραματικά σήματα».
Πώς εξηγείται η ανακάλυψη του άνθρακα
Μία πιθανή εύλογη εξήγηση είναι ότι πριν από δισεκατομμύρια χρόνια μικρόβια τρέφονταν με άνθρακα από το μάγμα στο αρειανό υπέδαφος και στη συνέχεια παρήγαγαν αέριο μεθάνιο. Μετά, άλλα επιφανειακά μικρόβια θα τρέφονταν με τη σειρά τους με αυτό το μεθάνιο, εμπλουτίζοντας το περαιτέρω με ελαφρύ άνθρακα, ο οποίος τελικά παγιδεύτηκε στα πετρώματα μετά τον θάνατο των μικροοργανισμών.
Μέχρι στιγμής όμως το ρόβερ δεν έχει δει φυσικά ίχνη αρχαίων μικροβίων, συνεπώς μια τροποποιημένη εκδοχή της παραπάνω θεωρίας είναι ότι μετά το αρχικό στάδιο της διαδικασίας που ξεκίνησε από μικρόβια βαθιά στο υπέδαφος, το δεύτερο στάδιο στην επιφάνεια του πλανήτη δεν έγινε από άλλα μικρόβια, αλλά από την υπεριώδη ακτινοβολία που μπορεί να διέσπασε το αέριο μεθάνιο μικροβιακής προέλευσης, εμπλουτίζοντας έτσι τον ελαφρύ άνθρακα.
Η υπεριώδης ακτινοβολία μπορεί να μην χρειάστηκε καθόλου βοήθεια από τα μικρόβια. Η ακτινοβολία αυτή, όπως έχουν δείξει πρόσφατα εργαστηριακά πειράματα στη Γη από Ιάπωνες πλανητικούς επιστήμονες του Ινστιτούτου Τεχνολογίας του Τόκιο, μπορεί να αντιδράσει χημικά με το μονοξείδιο του άνθρακα – που αποτελεί το 96% της αρειανής ατμόσφαιρας – και να παράγει άκρως εμπλουτισμένο άνθρακα-12.
Επίσης, ο Άρης μπορεί να πέρασε μέσα από ένα διαστρικό μοριακό νέφος αερίων και σκόνης, κάτι που πιστεύεται ότι συμβαίνει κάθε 100 εκατομμύρια χρόνια. Ο άνθρακας στη διαστρική σκόνη είναι ελαφρύς και, κρίνοντας από τις αναλύσεις μετεωριτών, θα μπορούσε να εξηγεί τα αυξημένα επίπεδα άνθρακα-12 που παρατηρούνται στον Άρη.
Σε αυτό το σενάριο ολόκληρο το ηλιακό μας σύστημα θα πέρασε μέσα από ένα γαλαξιακό σύννεφο σκόνης, Το βαρύ νέφος των σωματιδίων θα μπορούσε να ψύξει βραχώδεις πλανήτες. Το κοσμικό σύννεφο σκόνης θα μείωνε τις θερμοκρασίες στον αρχαίο Άρη, ο οποίος μπορεί να είχε υγρό νερό. Αυτό θα μπορούσε να είχε προκαλέσει τη δημιουργία παγετώνων στον Άρη, αφήνοντας ένα στρώμα σκόνης στην κορυφή του πάγου. Όταν ο πάγος έλιωσε, το στρώμα του ιζήματος συμπεριλαμβανομένου του άνθρακα θα είχε παραμείνει. Αν και είναι απολύτως εφικτό, υπάρχουν λίγα στοιχεία για παγετώνες στον κρατήρα Gale και οι συγγραφείς της μελέτης είπαν ότι χρειάζεται περισσότερη έρευνα.
