Mars'ta yaşamın var olma olasılığı, yüzyılı aşkın bir süredir araştırmacıların, bilim insanlarının ve yazarların hayal gücünü yakaladı. Giovanni Schiaparelli (ve daha sonra, Percival Lowell) 19. yüzyılda “Mars Kanalları” olduğuna inandıklarını fark ettiğinden beri, insanlar bir gün bir medeniyet bulma ve yerli Marslılarla tanışma umuduyla Kızıl Gezegene elçiler göndermeyi hayal ettiler.
Yaparken Denizci ve Viking 1960'lı ve 70'li yılların programları bir Mars uygarlığı kavramını paramparça etti, o zamandan beri yaşamın bir zamanlar Mars'ta nasıl var olabileceğini gösteren çok sayıda kanıt ortaya çıktı. Mars'ın aerobik organizmaları desteklemek için yüzeyin altında yeterince oksijen gazına sahip olabileceğini gösteren yeni bir çalışma sayesinde, hayatın yine başka bir destek daha var.
Dergide son zamanlarda ortaya çıkan çalışma Doğa JeolojisiNASA’nın Jet Sevk Laboratuarı’ndan bir Dünya ve gezegen bilimcisi ve teorik fizikçi olan Vlada Stamenkovic tarafından yönetildi. California Teknoloji Enstitüsü'nde (Caltech) JPL ve Jeoloji ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nün birden çok üyesi katıldı.
Basitçe ifade etmek gerekirse, oksijen gazının Mars'ta oynadığı olası role tarihsel olarak çok az önem verilmiştir. Bunun nedeni, oksijenin Mars atmosferinin esas olarak karbondioksit ve metandan oluşan çok küçük bir yüzdesini oluşturmasıdır. Bununla birlikte, yüzeyindeki Mars meteoritleri ve manganez açısından zengin kayaların jeokimyasal kanıtları yüksek derecede oksidasyon göstermiştir.
Bu, geçmişte Mars'ta bulunan suyun bir sonucu olabilirdi, bu da oksijenin Mars kabuğunun kimyasal ayrışmasında rol oynadığını gösterecektir. Bu olasılığı araştırmak için Stamenkovi ve ekibi, Merak rover. Birincisi, Mars kaya örneklerinde yüksek oksidasyon seviyelerini doğrulayan Curiosity'nin Kimya ve Mineraloji (CheMin) cihazından elde edilen kimyasal kanıtlardı.
İkinci olarak, Mars Express ’ Mars'ın güney kutup bölgesinin altındaki suyun varlığını gösteren Mars, Yeraltı ve İyonosfer Sondajı (MARSIS) için Gelişmiş Gelişmiş Radar enstrümanı. Bu verileri kullanarak ekip, yeraltı briny yataklarında ne kadar oksijen olabileceğini ve bunun aerobik organizmaları sürdürmek için yeterli olup olmayacağını hesaplamaya başladı.
Mars koşullarında sıvı tuzlu sularda (tuzlu su ve diğer çözünür mineraller) O²'nin çözünürlüğünü hesaplamak için kapsamlı bir termodinamik çerçeve geliştirerek başladılar. Bu hesaplamalar için, O² arzının Mars'ın atmosferi olduğunu ve yüzey ve yeraltı ortamlarıyla temas kurabilen ve dolayısıyla aktarılabilir olduğunu varsaydılar.
Daha sonra, O²'nin salamuralarda çözüneceği yıllık oranı belirlemek için bu çözünürlük çerçevesini bir Mars genel dolaşım modeliyle (GCM) birleştirdiler ve bugün Mars'ta yerel basınç ve sıcaklık koşulları için izinler aldılar. Bu, hangi bölgelerin yüksek O² çözünürlüğünü sürdürme olasılığının yüksek olduğunu hemen tespit etmelerini sağladı.
Son olarak, aerobik ortamların dağılımının son 20 milyon yılda nasıl geliştiğini ve önümüzdeki 10 milyonda nasıl değişebileceğini belirlemek için Mars'ın oblikitesindeki tarihsel ve gelecekteki değişiklikleri hesapladılar. Bundan, en kötü durum senaryolarında bile, Mars kayalarında ve yeraltı rezervuarlarında aerobik mikrobiyal organizmaları desteklemek için yeterli oksijen olduğunu buldular. Stamenkoviç'in Space Magazine'e söylediği gibi:
“Elde ettiğimiz sonuç, oksijenin modern Mars koşullarında aerobik mikropların nefes almak için ihtiyaç duyduğundan çok daha yüksek konsantrasyonlarda çeşitli brinlerde çözülebilmesidir. Yeraltı sularının potansiyeli ile ilgili henüz açıklama yapamayız, ancak sonuçlarımız MSL ile gözlemlenen manganez oksitleri oluşturan kayalara etki eden serin tuzlu suların varlığını ima edebilir. ”
Hesaplamalarından, Mars'taki yeraltı ortamlarının çoğunun, aerobik solunum için gerekli oksijen seviyelerini (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3) 6 dereceye kadar aştığını buldular. Bu, bugün Dünya'nın okyanuslarındaki oksijen seviyeleri ile orantılıdır ve yaklaşık 2,35 milyar yıl önce Büyük Oksijenlenme Olayından önce Dünya'da olanlardan daha yüksektir (10 ^? 13–10 ^? 6 mol m ^? 3).
Bu bulgular, yeraltı tuzlu su yataklarında yaşamın var olabileceğini ve yüksek oksitlenmiş kayaçların oluşumu için bir açıklama sunduğunu göstermektedir. Stamenkoviç, “MSL’nin Merak gezgini, tipik olarak yalnızca kayalar yüksek oranda oksitlenmiş kayalarla etkileşime girdiğinde oluşan manganez oksitleri tespit etti. “Bu nedenle, sonuçlarımız soğuk tuzlu sular mevcutsa ve kayalar değiştirilirken oksijen konsantrasyonları günümüzdekine benzer veya daha fazlaysa bu bulguları açıklayabilir.”
Ayrıca, kutup bölgeleri çevresinde, çok daha yüksek O² konsantrasyonlarının bulunduğu, süngerler gibi daha karmaşık çok hücreli organizmaların varlığını desteklemek için yeterli olacak birden fazla yer olabileceği sonucuna vardılar. Bu arada, ara çözünürlükleri olan ortamlar, ekvatorun yakınındaki Hellas ve Amazonis Planitia ve Arabia ve Tempe Terra gibi daha yüksek yüzey basınçlarına sahip daha alçak alanlarda meydana gelecektir.
Bütün bunlardan, ortaya çıkmaya başlayan şey, Mars'ta yaşamın sadece yok olmaktan ziyade nasıl yer altına göç edebileceğinin bir resmidir. Atmosfer yavaşça sıyrıldıkça ve yüzey soğudukça, su donmaya ve fotosentezden bağımsız olarak aerobik organizmaları desteklemek için yeterli oksijenin bulunduğu yer ve yer altı önbelleklerine girmeye başladı.
Bu olasılık Mars'ta yaşam arayışında yeni fırsatlara yol açsa da, onu aramak çok zor (ve tavsiye edilemez) olabilir. Yeni başlayanlar için önceki görevler, Mars'ta Dünya bakterileriyle kirlenme korkusu nedeniyle su konsantrasyonları olan alanlardan kaçındı. Bu yüzden NASA'lar gibi gelecek görevler nedenMars 2020 rover, geçmiş yaşamın kanıtlarını aramak için yüzey toprağı örnekleri toplamaya odaklanacak.
İkincisi, bu çalışma Mars'ta yer altı önbelleklerinde yaşamın var olabileceği olasılığını sunarken, Kızıl Gezegendeki yaşamın hala var olduğunu kesin olarak kanıtlamamaktadır. Ancak Stamenkoviç'in belirttiği gibi, heyecan verici yeni araştırmalar için kapıları açıyor ve Mars'a bakışımızı temelden değiştirebilir:
“Bu, sadece geçmişte değil, şimdiki zamanda da Mars'ta yaşam potansiyeli hakkında öğrenecek çok şeyimiz olduğu anlamına geliyor. Birçok soru açık kalmaya devam ediyor, ancak bu çalışma aynı zamanda bugün Mars'taki yaşamın potansiyelini keşfetme umudu veriyor - aerobik solunuma odaklanarak, çok beklenmedik bir şey. ”
Bu çalışmanın en büyük sonuçlarından biri, Mars'ın yaşamı Dünya'nınkinden farklı koşullar altında nasıl geliştirebileceğini gösterme şeklidir. Zehirli bir ortamda ortaya çıkan ve oksijen üretmek için fotosentezi kullanmak (atmosferi aerobik organizmalar için uygun hale getirmek) yerine anaerobik organizmalar yerine Mars, güneşten uzak soğuk bir ortamda aerobik organizmaları sürdürmek için kayalardan ve sudan oksijen kaynağı olabilirdi.
Bu çalışmanın Dünya'nın ötesinde yaşam arayışında da sonuçları olabilir. Soğuk, kurumuş dış gezegenler üzerindeki yeraltı mikropları bizim için “yaşanabilir” ideal bir tanım gibi görünmese de, yaşamı bizim gibi araştırmak için potansiyel bir fırsat yaratıyor değil biliyor. Ne de olsa, nasıl olursa olsun, dünyanın ötesinde yaşam bulmak çığır açacak.
