Jei gyvybė Marse kada nors egzistavo, geriausia jos slėptuvė gali būti užšalusi giliai planetos lede.
Užšalusios Marso ledo kepurės gali būti laiko kapsulės senovės gyvybei. Laboratoriniai eksperimentai rodo, kad pagrindiniai baltymų statybiniai blokai gali išgyventi dešimtis milijonų metų gryname lede, net ir esant negailestingai kosminei spinduliuotei. Tačiau ledas, sumaišytas su Marso tipo dirvožemiu, organines medžiagas sunaikina daug greičiau. Šie duomenys rodo, kad būsimose misijose reikėtų gręžti į švarų, užkastą ledą, o ne tyrinėti uolienas ar žemę.
Gyvybė Marse gali būti užšalusi lede
NASA „Phoenix“ misija 2008 m. buvo pirmoji, kuri iškasė ir nufotografavo ledo, pavaizduoto čia, Marso poliarinio rato atitikmenyje. Nuotrauka: NASA/JPL
Būsimos misijos į Marsą turėtų kasti ledą, o ne uolienas. Mokslininkai teigia, kad senovės mikrobai arba jų pėdsakai gali būti įkalinti Marso ledo nuosėdose ir išlikti dešimtis milijonų metų.
NASA Goddardo kosminių skrydžių centro ir Pensilvanijos valstijos universiteto tyrėjai atkūrė Marso sąlygas laboratorijoje, kad patikrintų šią idėją. Jie nustatė, kad aminorūgščių gabalėliai iš E. coli bakterijų, įstrigę Marso amžinajame įšale ar ledo kepurėse, galėtų išgyventi daugiau nei 50 milijonų metų net ir esant nuolatinei kosminei spinduliuotei.
Žurnale „Astrobiology“ paskelbti tyrimo rezultatai rodo, kad misijos, ieškančios gyvybės Marse, turėtų teikti pirmenybę grynam ledui arba ledo turtingam amžinajam įšalui, o ne daugiausia dėmesio skirti uolienoms, moliui ar dirvožemiui.
„Penkiasdešimt milijonų metų yra daug daugiau nei numatomas kai kurių dabartinių Marso paviršiaus ledo nuosėdų amžius, kurios dažnai yra jaunesnės nei du milijonai metų, o tai reiškia, kad bet kokia organinė gyvybė lede būtų išsaugota“, – teigė bendraautoris Christopheris House’as, geomokslų profesorius, bei Pensilvanijos valstijos planetų ir egzoplanetų mokslo ir technologijų konsorciumo direktorius. „Tai reiškia, kad jei Marso paviršiuje yra bakterijų, būsimos misijos gali jas rasti.“
Marso ir kosminės spinduliuotės modeliavimas laboratorijoje
Tyrimui vadovavo Aleksandras Pavlovas, NASA Goddardo kosmoso mokslininkas, 2001 m. Pensilvanijos valstijos universitete įgijęs geomokslų daktaro laipsnį. Komanda uždarė E. coli bakterijas mėgintuvėliuose, pripildytuose gryno vandens ledo. Kiti mėginiai buvo sujungti su vandeniu ir medžiagomis, dažniausiai randamomis Marso nuosėdose, įskaitant silikatines uolienas ir molį.
Užšaldyti mėginiai buvo patalpinti į gama spinduliuotės kamerą Pensilvanijos valstijos universiteto Radiacijos mokslo ir inžinerijos centre. Kamera buvo atšaldyta iki -60 laipsnių pagal Farenheitą, kad atitiktų temperatūrą apledėjusiuose Marso regionuose. Tada bakterijos buvo veikiamos spinduliuote, atitinkančia 20 milijonų metų kosminių spindulių bombardavimą Marso paviršiuje. Vėliau mėginiai buvo vakuumiškai užsandarinti ir šaltomis sąlygomis išsiųsti atgal į NASA Goddardą aminorūgščių tyrimams. Tada tyrėjai sumodeliavo dar 30 metų spinduliuotės poveikį, todėl bendra trukmė pasiekė 50 milijonų metų.
Grynas ledas apsaugo organines molekules
Rezultatai buvo stulbinantys. Gryname vandens lede daugiau nei 10 procentų aminorūgščių, kurios yra baltymų statybiniai blokai, išgyveno visą 50 milijonų metų simuliaciją. Tuo tarpu mėginiai, sumaišyti su Marso nuosėdomis, suiro 10 kartų greičiau ir neišgyveno.
Tos pačios komandos 2022 m. atliktas tyrimas parodė, kad aminorūgštys, išlikusios 10 % vandens ledo ir 90 % Marso dirvožemio mišinyje, buvo sunaikintos greičiau nei mėginiai, kuriuose buvo tik nuosėdos.
„Remiantis 2022 m. tyrimo rezultatais, manyta, kad organinės medžiagos, esančios vien lede ar vandenyje, bus sunaikintos dar greičiau nei 10 % vandens mišinyje“, – sakė Pavlovas. „Todėl buvo netikėta pastebėti, kad organinės medžiagos, esančios vien vandens lede, sunaikinamos daug lėčiau nei mėginiai, kuriuose yra vandens ir dirvožemio.“
Tyrėjai mano, kad greitesnis skaidymasis mišriuose mėginiuose gali įvykti dėl to, kad ten, kur ledas liečiasi su mineralais, susidaro plona plėvelė. Šis sluoksnis galėtų leisti spinduliuotei laisviau judėti ir pažeisti aminorūgštis.
„Būdamos kietame lede, radiacijos sukurtos kenksmingos dalelės užšąla ir gali nepasiekti organinių junginių“, – teigė Pavlovas. „Šie rezultatai rodo, kad grynas ledas arba ledo dominuojami regionai yra ideali vieta ieškoti neseniai susidariusios biologinės medžiagos Marse.“
Implikacija Europai ir Enceladui
Komanda taip pat išbandė organines medžiagas panašioje temperatūroje kaip ir Europoje, lediniame Jupiterio mėnulyje, ir Encelade, lediniame Saturno mėnulyje. Esant dar žemesnei temperatūrai, irimas dar labiau sulėtėjo.
Pavlovas teigė, kad šie rezultatai yra daug žadantys NASA „Europa Clipper“ misijai, kurios metu bus tiriamas Europos ledo apvalkalas ir povandeninis vandenynas. Europa yra ketvirta pagal dydį iš 95 Jupiterio mėnulių. „Europa Clipper“ paleistas 2024 m. ir nukeliaus 1,8 milijardo mylių, kad 2030 m. pasiektų Jupiterį. Erdvėlaivis atliks 49 artimus praskriejimus, kad nustatytų, ar požeminėje aplinkoje gali egzistuoti gyvybė.
Gręžimas Marso lede
Kalbant apie Marsą, norint pasiekti palaidotą ledą, reikės tinkamų įrankių. 2008 m. NASA „Mars Phoenix“ misija buvo pirmoji, kurios metu buvo atliktas tyrimas ir nufotografuotas ledas Marso poliariniame rate.
„Marse yra daug ledo, bet didžioji jo dalis yra tiesiai po paviršiumi“, – teigė House’as. „Būsimoms misijoms reikės pakankamai didelio grąžto arba galingo samčio, kad būtų galima jį pasiekti, panašaus į Phoenix konstrukciją ir galimybes.“
Darbą finansavo NASA Planetinių mokslų skyriaus vidaus mokslininkų finansavimo programa per Fundamentinių laboratorinių tyrimų darbo paketą Goddardo kosminių skrydžių centre.
Alexander A. Pavlov, Hannah L. McLain, Kendra K. Farnsworth, Daniel P. Glavin, Jamie E. Elsila, Jason P. Dworkin, Zhidan Zhang, Christopher H. House. Slow Radiolysis of Amino Acids in Mars-Like Permafrost Conditions: Applications to the Search for Extant Life on Mars. Astrobiology, 2025; 25 (9): 601 DOI: 10.1177/15311074251366249
Marso vandens paslaptis gali turėti paprastą atsakymą
NASA marsaeigis „Perseverance“ užbaigė pirmąjį dirbtinio intelekto suplanuotą pasivažinėjimą Marse
KTU studentas NASA kūrė inovatyvų įrenginį – padės tyrinėti Marsą visiškai nauju mastu
Lietuvių studentų įspūdžiai tiesiai iš NASA – prisideda prie misijų kosmose ir gyvybės paieškų Marse