En uvanlig steinformasjon havner i søkelyset til roveren Curiosity
Astrobiologer er nå tvunget til å revurdere sine tidligere antagelser etter at en NASA-sonde har gjort et svært oppsiktsvekkende funn dypt inne i en eldgammel marskløft. Et helt spesielt steinparti i Gale-krateret inneholder nemlig en uventet stor mengde organiske forbindelser. Ifølge de nyeste geokjemiske modellene er det rett og slett umulig å forklare denne enorme konsentrasjonen ut fra ordinære geologiske prosesser.
For aller første gang tas hypotesen om forhistorisk liv på den røde planeten virkelig på alvor. Selv om forskerne ennå ikke vil kalle det et endelig bevis, har oppdagelsen skapt enorm oppsikt i det vitenskapelige miljøet.
Siden 2012 har robotfartøyet Curiosity utforsket bunnen av Gale, der en gigantisk innsjø en gang lå. Da sondens avanserte instrumenter analyserte forsteinede gjørmemasser fra den uttørkede innsjøbunnen, registrerte de en fascinerende blanding av organiske byggesteiner. Kjemisk sett snakker vi om forbindelser som inneholder kjeder med opptil tolv karbonatomer.
Et slikt funn er uten sidestykke i Mars» kalde og ugjengjestmilde historie. Tidligere misjoner har som oftest bare kunnet spore svært mikroskopiske mengder av lignende stoffer, og da gjerne rett under overflaten. Denne markante konsentrasjonen av organisk materiale passer rett og slett ikke inn i vår forståelse av livløse planeter. Det reiste umiddelbart et avgjørende spørsmål: Ser vi på en ekte biosignatur — et mikroskopisk avtrykk av urgammelt liv — eller er det bare et merkelig kjemisk sammenfall?
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 meteornedslagene.
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 stein som har ligget fremme i årtusener, være nærmest tømt for karbon forbindelser.
Flere harde forhold motarbeider aktivt bevaring av disse skjøre kjemiske strukturene:
- Aggressiv stråling sønderriver kontinuerlig de kjemiske karbonbindingene til mindre fragmenter.
- Kraftige oksidanter i marsstøvet angriper og bryter ned molekylene ytterligere.
- Vedvarende sandstormer sliper ned overflaten og roder til de geologiske lagene.
Det faktum at så store mengder avanserte stoffer har overlevd disse nådeløse forholdene inne i det eldgamle, forsteinede gjørmet, 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 den samme analysekapasiteten som store laboratorier her på Jorden. Roverens sensorer kan samle inn grove profiler av prøvene, men de kan ikke kartlegge hvert eneste atom i detalj. Derfor måtte ekspertene tenke kreativt.
Et internasjonalt forskerteam, ledet av exobiologi-eksperten Caroline Freissinet, bestemte seg for 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 bakover. Målet var å fastslå hvor gigantisk det opprinnelige lageret av karbonstrukturer faktisk måtte ha vært, for at nettopp den mengden roveren hadde målt fortsatt skulle være til stede i dag.
Modeller avslører gigantiske opprinnelige karbonlagre
Resultatene fra disse simuleringene var rett og slett overveldende. For at de nåværende verdiene i Gale i dag skal kunne måles, må 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 samtlige kjente naturlige prosesser uten biologisk opprinnelse altfor beskjedne mengder. En nylig publisert astrobiologisk studie har derfor systematisk testet tre ulike livløse scenarier opp mot de faktiske dataene fra romsonden.
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 svunnen 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 til jorden da man så nærmere på 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 karbonlagring.
Dybdegeologi og vulkansk aktivitet
Den tredje mulige forklaringen dreide seg om kjemiske prosesser dypt nede i undergrunnen, der ekstreme temperaturer og enormt trykk kan fremtvinge kompliserte karbonkjeder. Dette materialet kunne siden ha blitt slynget opp til overflaten av kraftige vulkanutbrudd. Gjørmelagringens mineralogiske sammensetning utelukker imidlertid dette scenariet fullstendig. Steinens indre struktur vitner nemlig 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 forskernes blikk naturlig nok mot biologien. Selv om astrobiologene insisterer på å holde en strengt objektiv avstand, innrømmer de nå motvillig at hypotesen om levende organismer ikke lenger hører hjemme i en fjern science fiction-kategori.
Den funne mengden organisk materiale minner nemlig påfallende mye om det vi ser i eldgamle avleiringer på vår egen planet, der mikrobiell aktivitet har blomstret. Her på Jorden forbinder vitenskapen normalt disse kjemiske sporene 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 planet, må man alltid holde døren åpen for muligheten av at vi har støtt på en hittil ukjent, uorganisk kjemisk reaksjon som ingen ennå har vurdert.
Hvorfor forskerne desperat trenger prøver tilbake til Jorden
Den pågående debatten avslører tydelig de teknologiske begrensningene ved dagens robotmisjoner. 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 den enormt komplekse misjonen 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 ubemanned fartøy skal samle inn disse forseglede rørene og skyte dem opp i bane rundt planeten.
- Et spesielt modul transporterer deretter lasten tilbake til ekstremt rene og sikre fasiliteter på Jorden.
- Her vil svært presise massespektrometere og avanserte elektronmikroskoper endelig kunne gi de endelige svarene verden venter på.
