En uvanlig rik steinformasjon havner i søkelyset til roveren Curiosity
Astrobiologer tvinges nå til å revurdere sine tidligere antagelser, etter at en NASA-sonde har gjort et høyst merkelig funn dypt nede i en eldgammel marskløft. Et helt spesielt steinparti i Gale-krateret viser seg nemlig å inneholde en overraskende stor mengde organiske forbindelser. Ifølge de nyeste geokjemiske modellene er det rett og slett umulig å forklare denne enorme konsentrasjonen ut fra vanlige geologiske prosesser.
For aller første gang tas hypotesen om forhistorisk liv på den røde planeten virkelig på alvor. Selv om forskerne fortsatt holder igjen med å kalle det et endelig bevis, har oppdagelsen skapt enorm oppmerksomhet i det vitenskapelige miljøet.
Siden 2012 har robotfartøyet Curiosity utforsket bunnen av Gale, der en enorm innsjø en gang lå. Da sondenes avanserte instrumenter analyserte forsteinede leirmasser fra den uttørkede innsjøbunnen, registrerte de en utrolig fascinerende blanding av organiske byggeklosser. Rent kjemisk snakker vi om forbindelser som inneholder kjeder med opptil tolv karbonatomer.
Et slikt funn er uten sidestykke i Mars» kalde og uvennlige historie. Tidligere oppdrag har som regel bare kunnet spore minimale mengder av liknende stoffer, og da primært rett under overflaten. Denne markante konsentrasjonen av organisk materiale passer ikke inn i det vi vet om livløse planeter. Det reiste umiddelbart et avgjørende spørsmål: Ser vi på en ekte biosignatur, altså et mikroskopisk avtrykk av urgammelt liv, eller er det bare et bisart kjemisk sammentreff?
Hvorfor organiske molekyler er et sjeldent syn på Mars
Vi betrakter vanligvis karbonbaserte organiske molekyler som selve grunnlaget for alt biologisk liv på Jorden. Disse komplekse strukturene kan likevel godt oppstå uten hjelp fra levende celler, for eksempel i forbindelse med vulkanutbrudd eller kraftige meteornedslag.
Utfordringen på Mars er imidlertid at planeten mangler et beskyttende globalt magnetfelt og samtidig har en ekstremt tynn atmosfære. Den nådeløse kosmiske strålingen treffer overflaten direkte og bryter gradvis ned alt organisk materiale. Logisk sett burde steiner som har ligget fremme i årtusener, være nærmest tømt for karbonforbindelser.
Flere harde forhold motarbeider aktivt bevaringen av disse skjøre kjemiske strukturene:
- Aggressiv stråling splitter konstant de kjemiske karbonbindingene til mindre fragmenter.
- Kraftige oksidanter i marsstøvet angriper og bryter ned molekylene ytterligere.
- Stadige sandstormer sliper ned overflaten og roder rundt i de geologiske lagene.
Det faktum at så store mengder av avanserte stoffer har overlevd disse nådeløse forholdene inne i det eldgamle, forsteinede leirmaterialet, har fått forskerne til å granske måledataene sine med ekstrem grundighet.
Laboratorieforsøk gjenskaper det barske marsmiljøet
Selv om Curiosity representerer et sant mesterverk innen moderne ingeniørkunst, har den ikke helt samme analysekraft som de store laboratoriene her på Jorden. Roverens sensorer kan samle inn grove profiler av prøvene, men de kan ikke kartlegge hvert eneste atom nøyaktig. Derfor måtte ekspertene tenke kreativt.
Et internasjonalt forskerteam, ledet av eksobiologi-eksperten Caroline Freissinet, besluttet å simulere marsmiljøet i et jordisk laboratorium. Forskerne utsatte vanlige steiner med et kjent innhold av organisk materiale for kunstig aldring, for å etterligne millioner av år med ødeleggende stråling.
Deretter brukte de avanserte matematiske modeller til å regne seg bakover. Målet var å fastslå hvor enormt det opprinnelige lageret av karbonstrukturer egentlig måtte ha vært, for at det fortsatt skulle være nettopp den mengden igjen som den amerikanske roveren hadde målt.
Modeller avslører gigantiske opprinnelige karbonlagre
Resultatene fra disse simuleringene var rett og slett overveldende. For å kunne måle de nåværende verdiene i Gale i dag, måtte steinens opprinnelige konsentrasjon av organiske forbindelser ha vært astronomisk høy. Målingene oversteg langt det nivået man kunne forvente fra uorganiske kilder eller stjernestøv.
I de sofistikerte datamodellene produserer alle kjente naturlige prosesser uten biologisk opprinnelse alt for beskjedne mengder. En nylig publisert astrobiologisk studie har derfor systematisk testet tre ulike livløse scenarier opp mot de faktiske dataene fra romsondet.
Kosmisk støv og meteornedslag
Gjennom milliarder av år har Mars blitt bombardert med interplanetarisk støv og asteroide-fragmenter, noe som har tilført overflaten en del organisk karbon. Selv om man i modellene skrudde markant opp hyppigheten av disse nedslagene, viste beregningene raskt at det teoretiske regnestykket ikke stemte med virkeligheten. Kløften mellom teorien og de konkrete målingene forble enorm.
En eldgammel atmosfære mettet med metan
En annen hypotese bygget på tanken om at en svunnet epoke på Mars hadde en langt tykkere atmosfære fylt med vanndamp og metan. I et slikt miljø kunne sollyset potensielt sette i gang dannelsen av mer kompliserte molekyler, som deretter ville regne ned over landskapet. Denne ideen falt imidlertid raskt fra hverandre da man undersøkte det historiske forholdet mellom metan og karbondioksid. Atmosfæriske rekonstruksjoner peker på at det aldri har vært nok metangass til stede til å skape en så massiv karbonopphopning.
Dybdegeologi og vulkansk aktivitet
Den tredje mulige forklaringen handlet om kjemiske prosesser dypt nede i undergrunnen, der ekstreme temperaturer og enormt trykk kan fremtvinge kompliserte karbonkjeder. Dette materialet kunne deretter ha blitt blåst opp til overflaten av kraftige vulkanutbrudd. Leirmaterialets mineralogiske sammensetning utelukker imidlertid dette scenariet fullstendig. Steinens indre struktur vitner om en rolig og gradvis bunnsedimentering i stillestående vann, snarere enn et kaotisk forløp utløst av smeltet magma.
Er det bare én seriøs kandidat igjen?
Når samtlige vanlige abiotiske forklaringsmodeller kommer til kort, rettes naturlig nok forskernes blikk mot biologien. Selv om astrobiologene insisterer på å holde en strengt objektiv distanse, innrømmer de motvillig at hypotesen om levende organismer ikke lenger hører hjemme i en fjern science fiction-kategori.
Den fundne mengden organisk materiale minner nemlig slående mye om det vi ser i eldgamle avleiringer på vår egen planet, der mikrobielt liv har vært rikt til stede. Her på Jorden forbinder vitenskapen normalt slike kjemiske spor med fettsyrer og alkaner, som typisk utgjør grunnlaget for cellemembraner.
Til tross for begeistring advarer forskerteamet kraftig mot å trekke forhastede konklusjoner. Når man arbeider med en fremmed klode, må man alltid holde døren åpen for at vi har støtt på en hittil ukjent, uorganisk kjemisk reaksjon som ingen ennå har vurdert.
Hvorfor forskerne desperat trenger prøver tilbake på Jorden
Den pågående debatten avslører tydelig de teknologiske begrensningene ved dagens robotoppdrag. Nok kan roveren bore direkte i steinen og varme opp støvet for å hente inn rådata, men en fullstendig strukturell analyse av de enkelte partiklene er rett og slett umulig å gjennomføre millioner av kilometer hjemmefra.
Derfor knytter ekspertene store forhåpninger til det enormt komplekse oppdraget Mars Sample Return, som for øyeblikket er under utvikling av romorganisasjonene NASA og ESA. Det dristige prosjektet har ett overordnet mål: å bringe det verdifulle materialet trygt tilbake til vår egen planet.
- De nåværende roverne, Curiosity og Perseverance, velger systematisk ut og isolerer de mest lovende steinprøvene.
- Et fremtidig ubemannet fartøy skal samle inn disse forseglede rørene og skyte dem opp i bane rundt planeten.
- Et eget modul vil deretter transportere lasten tilbake til ekstremt rene og sikre fasiliteter på Jorden.
- Her vil svært presise massespektrometre og avanserte elektronmikroskoper endelig kunne gi de svarene vi leter etter om opprinnelsen til dette mystiske organiske materialet.
