Võimalus, et Marsil võiks eksisteerida elu, on teadlaste, teadlaste ja kirjanike kujutlusvõimet haaranud juba üle sajandi. Alates ajast, mil Giovanni Schiaparelli (ja hiljem Percival Lowell) märkas 19. sajandil nende arvates „Marsi kanaleid“, on inimesed unistanud ühest päevast, kui nad lähevad Punasele Planeedile tsivilisatsiooni leidmiseks ja kohtumiseks põliselanike marslastega.
Samal ajal kui Mariner ja Viiking 1960. ja 70. aastate programmid purustasid marssi tsivilisatsiooni mõiste, sellest ajast peale on tekkinud mitu tõendusmaterjali, mis viitavad sellele, kuidas elu võis Marsil kunagi eksisteerida. Tänu uuele uuringule, mis näitab, et Marsil võib aeroobsete organismide toetamiseks olla piisavalt pinna alla lukustatud hapnikugaasi, teooria, et elu võiks ikka seal olemas on saanud uue tõuke.
Uuring, mis ilmus hiljuti ajakirjas Looduse geoteadus, juhtis Vlada Stamenkovic, maa- ja planeediteadlane ning NASA reaktiivmootorite laboratooriumi teoreetiline füüsik. Temaga liitus mitu JPL-i ning California Tehnoloogiainstituudi (Caltech) geoloogia- ja planeediteaduste osakonna liiget.
Lihtsalt öeldes on ajalooliselt vähe tähelepanu pööratud võimalikule rollile, mida hapnikgaas Marsil mängida võiks. Selle põhjuseks on asjaolu, et hapnik moodustab Marsi atmosfäärist väga väikese protsendi, mis koosneb peamiselt süsinikdioksiidist ja metaanist. Marsi meteoriitide ja selle pinnal asuvate mangaanirikaste kivimite geokeemilised tõendid on aga näidanud kõrget oksüdatsiooni.
See võis olla minevikus Marsil eksisteerinud vee tagajärg, mis osutab, et hapnik mängis oma osa Marsi maakoore keemilises ilmastikus. Selle võimaluse uurimiseks kaalusid Stamenkovi ja tema meeskond kaht tõendusmaterjali Uudishimu rover. Esimene neist oli Curiosity's Chemistry and Mineralogy (CheMin) instrumendi keemilised tõendid, mis kinnitasid Marsi kivimi proovides kõrget oksüdatsiooni.
Teiseks, nad tutvusid Eurostati saadud tõenditega Mars Express Pinnase ja ionosfääri helisüsteemi (MARSIS) Mars Advanced Radar, mis näitas vee olemasolu Marsi lõunapooluse piirkonnas. Neid andmeid kasutades hakkas meeskond arvutama, kui palju hapnikku võiks pinnases esinevates mullavarjus esineda ja kas sellest piisab aeroobsete organismide säilitamiseks.
Alustuseks töötati välja terviklik termodünaamiline raamistik, et arvutada O2 lahustuvust vedelates soolvees (soolases vees ja muudes lahustuvates mineraalides) Marsi tingimustes. Nende arvutuste jaoks eeldasid nad, et O² varustus oli Marsi atmosfäär, mis oleks võimeline looma kontakti pinna- ja maa-aluse keskkonnaga - ja seega ülekantava.
Järgmisena ühendasid nad selle lahustuvuse raamistiku Marsi üldise tsirkulatsioonimudeliga (GCM), et määrata aastane kiirus, mille korral O2 lahustub soolvees - võttes arvesse kohalikke rõhu ja temperatuuri tingimusi Marsi tänapäeval. See võimaldas neil kohe märgata, millised piirkonnad säilitavad kõige tõenäolisemalt O2 lahustuvuse kõrge taseme.
Lõpuks arvutasid nad ajaloolised ja tulevased muutused Marsi võime osas, et teha kindlaks, kuidas aeroobse keskkonna jaotus arenes viimase 20 miljoni aasta jooksul ja kuidas need võivad järgmise 10 miljoni jooksul muutuda. Selle põhjal leidsid nad, et isegi halvimal juhul oli Marsi kivimites ja maa-aluste veehoidlates piisavalt hapnikku, et toetada aeroobseid mikroobseid organisme. Nagu ütles Stamenkovic kosmoseajakirjale:
„Meie tulemus on see, et hapnikku saab tänapäevastes Marsi tingimustes lahustada erinevates soolvees kontsentratsioonides, mis on palju suuremad kui aeroobsed mikroobid vajavad hingamist. Me ei saa veel teha põhjavee potentsiaaliga seotud väiteid, kuid meie tulemused võivad tähendada, et MSL-i korral on täheldatud mangaanoksiidi moodustavatel kivimitel toimivaid jahedaid soolvesi. "
Oma arvutuste põhjal leidsid nad, et enamik Marsi pinnasekeskkondi ületasid aeroobseks hingamiseks vajalikke hapnikusisaldust (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3) kuni 6 suurusjärku. See on võrdeline hapnikusisaldusega Maa ookeanides tänapäeval ja kõrgem sellest, mis eksisteeris Maal enne suure hapniku tekkimise sündmust, umbes 2,35 miljardit aastat tagasi (10 ^? 13–10 ^? 6 mol m ^? 3).
Need leiud näitavad, et maa-aluses soolases vees võib veel elada ja pakuvad seletust tugevalt oksüdeerunud kivimite moodustumisele. "MSL’s Curiosity rover on tuvastanud mangaanoksiidid, mis moodustuvad tavaliselt ainult siis, kui kivimid interakteeruvad tugevalt oksüdeerunud kivimitega," ütles Stamenkovic. "Nii et meie tulemused selgitaksid neid leide, kui leidus jahedaid soolveesid ja hapniku kontsentratsioon oli sarnane või suurem kui praegu kivimite muutmise ajal."
Samuti jõudsid nad järeldusele, et polaarpiirkondade ümber võib olla mitu kohta, kus leidus palju suurem O2 kontsentratsioon, mis oleks piisav, et toetada keerukamate mitmerakuliste organismide nagu käsnad olemasolu. Samal ajal tekivad keskmise lahustuvusega keskkonnad tõenäoliselt ekvaatorile lähemal asuvatel madalamatel aladel, kus pinnasurve on suurem - näiteks Hellas ja Amazonis Planitia ning Araabia ja Tempe Terra.
Kõige selle põhjal hakkab ilmnema pilt sellest, kuidas elu Marsil oleks võinud maa alla rännata, selle asemel et lihtsalt ära kaduda. Kuna atmosfäär eemaldati aeglaselt ja pind jahtus, hakkas vesi jäätuma ja liikuma maapinna ja maa-alustesse vahemälludesse, kus oli piisavalt hapnikku fotosünteesist sõltumatute aeroobsete organismide toetamiseks.
Kuigi see võimalus võib tuua uusi võimalusi elu otsimiseks Marsil, võib selle otsimine minna väga raskeks (ja soovimatuks). Alustuseks on varasemate missioonide käigus välditud Marsiga piirkondi, kus on vee kontsentratsioonid, kartuses saastada neid Maabakteritega. Seega miks sellised tulevased missioonid nagu NASAMarss 2020 Rover keskendub pinnaseproovide kogumisele, et otsida tõendeid varasema elu kohta.
Teiseks, kuigi see uuring pakub võimalust, et Marsil võiks elada ka maapealsetes vahemäludes, ei tõesta see lõplikult, et Punase planeedi elu ikkagi eksisteerib. Kuid nagu Stamenkovic märkis, avab see uksed põnevaks uueks uurimistööks ja võib põhjalikult muuta seda, kuidas me Marsi vaatame:
„See tähendab, et meil on veel nii palju õppida Marsil pakutavate eluvõimaluste kohta, mitte ainult mineviku, vaid ka oleviku kohta. Nii paljud küsimused jäävad lahtiseks, kuid see töö annab lootust uurida ka praegu Marsi elusolemise potentsiaali - keskendudes aeroobsele hingamisele, mis on midagi väga ootamatut. ”
Selle uuringu üks suurimaid tagajärgi on viis, kuidas see näitab, kuidas Marsi elu oleks võinud muutuda Maa omast erinevates tingimustes. Mürgises keskkonnas tekkivate anaeroobsete organismide asemel, mis kasutavad fotosünteesi hapniku tootmiseks (muutes atmosfääri aeroobsete organismide jaoks sobivaks), oleks Mars võinud hankida hapnikku kivide ja vee kaudu, et säilitada aeroobsed organismid külmas keskkonnas, mis asub Päikesest eemal.
Sellel uuringul võib olla mõju ka elu otsimisele väljaspool Maad. Kuigi külmal, kuivanud eksoplaneedil olevad maa-alused mikroobid ei pruugi tunduda meile ideaalse määratlusena “elamiskõlblik”, loob see siiski potentsiaalse võimaluse elu otsimiseks, nagu me seda teeme mitte tean, et see. Lõppude lõpuks on elu leidmine Maast kaugemale murranguline, hoolimata sellest, millises vormis see toimub.
