2018.06.03.

Terepi útmutató marsi kövületvadászoknak

Talán sokunkban felmerült már a kérdés, hogy hol keressünk fosszíliákat a Marson, amennyiben arra vet minket a sors, szükség van hát valamilyen használható terepi útmutatóra, ami elkalauzol minket az életmaradványok (ez esetben mikrobák maradványainak) lehetőségét hordozó helyszínekre. Bár a Mars tömegvonzása csak a földi 38%-a, feleslegesen kutyagolni senki se szeret, ráadásnak hideg is van és a sugárzás is egészségtelenül erős, ezért egy nemrégiben megjelent tanulmányban a fosszíliakereséssel töltendő séták idejének lerövidítésében nyújt segítséget egy amerikai kutatócsoport.

A viccet félretéve: az elemzés azért született, mert a jövőben a Marsra utazó szondák egyik feladata lesz az életnyomok keresése, s nagyon nem mindegy, hogy egy adott szondát hol tesznek a felszínre, s hol tud e nyomok után kutatni. A NASA és az ESA is tervez ilyen küldetéseket, így gyakorlatban nekik nyújt segítséget a tanulmány.
Az elemzéseket földi fosszíliákról készült kutatások, az ezeket tartalmazó kőzetek keletkezési körülményeinek alapos megismerése, illetve a marsi körülményeket utánzó laborkísérletek alapján végezték el. Arra utaló bizonyítékunk nincs, hogy valaha is lett volna élet a Marson, azonban a 3-4 milliárd évvel ezelőtti marsi múltban voltak olyan korszakok, amikor a folyékony víz járta a vörös bolygó felszínét, és elképzelhető, hogy ekkoriban megszületett ott is az élet.

Mivel akkor sem voltak paradicsomi állapotok, az életnyomokat leginkább a földi, felszín alatti mikrobákéhoz hasonló környezetben lehet érdemes keresni (pl. dél-afrikai bányákban több km mélységben találtak viruló egysejtűeket, amelyek az anaerob viszonyok közepette kémia úton jutnak energiához, szénhez pedig a víz és a kőzetek kölcsönhatásai révén). Míg a Földön az élőlények maradványainak fennmaradásához meglehetősen sok szerencsés körülmény összjátéka szükséges a komplex biológiai, fizikai és geokémiai folyamatok miatt, a Marson eltérőek a viszonyok. A mikrobák fosszilizált maradványait leginkább a saját egykori anyagcseretermékeiknek köszönhetjük, illetve számos olyan ásványi nyomot hagynak maguk után, ami egyértelműen az egykori élettevékenységből ered, legalábbis itt a Földön. A marsi geokémiai viszonyok azonban gyökeresen mások, és a feltételezések szerint az itthoni, a mély bányákban talált baktériumokhoz hasonló jellegű élet maradhatott fenn kellően hosszú ideig a Marson. A probléma csupán az, hogy e földi mikrobák esetében eddig semmilyen fosszilizált maradványt nem sikerült azonosítani, így, bár lehetséges, hogy a marsi mélybeli sziklarepedésekben volt élet, a nyomok egyáltalán nem biztos, hogy fennmaradhattak. A földi evaporitok is képesek megőrizni életnyomokat, azonban a marsi megfelelőikről eddig szerzett tudásunk (többek közt az Opportunity és a Curiosity rover is találkozott marsi evaporitokkal) alapján azok keletkezési körülményei nagyban mások, így valószínűbb, hogy nem tartalmazhatnak fosszíliákat sem. Karbonátos kőzetek kapcsán a földi példákból kiindulva gyakran olyan geokémiai változások zajlanak a kőzetben, ami hosszabb idő alatt eltünteti a mikrofosszíliákat ill. ezek nyomait. Kérdés persze, hogy a marsi karbonátok esetében is ugyanilyen hatások érhették-e a kőzeteket, de úgy feltételezik, hogy a marsi környezet kevésbé lehetett könyörtelen a maradványokra. Érdemes lehet tehát például földi sztromatolitokhoz hasonló képződményekből (ha találunk ilyet) mintát vételeznie egy marsi rovernek, ám még szükséges kutatni a földieket is, mivel a mikroszkopikus szerkezeti vizsgálatukból csak a közelmúltban voltunk képesek következtetni a bennük volt biológiai aktivitásra. Érdekességeket tartogathatnak a hidrotermális eredetű szilikátok, amelyekről földi példák alapján tudjuk, hogy képesek megőrizni a mikrobák maradványait, biofilmet, szálakat, illetve biokémiai nyomokat. Mivel a marsi múltban a hidrotermális folyamatoknak jócskán volt lehetőségük ilyen nyomokat megőrizni, persze, ha voltak, és azt már tudjuk a Mars körül keringő szondák mérései alapján, hogy vannak kovás jellegű, hidrotermális eredetű kőzetek – ezekben akár megőrződhettek olyan buborékok is, amelyeket az egykori mikrobák termelte gázok maradványai töltenek ki. De vannak földi példák is pl. a devonból, hasonló kőzetekben fennmaradt mikrofosszíliákra és biológiai nyomokra is, amelyeket jól ismerünk, így feltehető az esélye a marsi kőzeteknél is a maradványok jelenlétének. Ennél jóval régebbi, archaikumi (ausztrál) kovás kőzetekben is vannak olyan nyomok, amelyek az egykori életre utalhatnak, de alapvetően a földi körülmények ezekkel a biológiai nyomokkal is elbántak a különböző átalakulási folyamatok során. Szilikátokkal telített oldatokban az egysejtűek sejtjei még a lebomlást megelőzően átszilikátosodhatnak (ezt kísérletekkel igazolták már), s így fennmaradhatnak a nyomaik a kőzetekben is. (Ilyesmire a Marson is sor kerülhetett, korábbi cikkünk a marsi hidrotermális tevékenységekről.

Fontos lehet a különböző vizek hatása a fosszilis maradványok gyűjtőhelyeként. Habár a nagy energiájú vízfolyások egykori területei nem alkalmasak a maradványok megőrzésére, azok deltái, végződéseinek üledékkúpjai viszont már igen. Hasonló szerepük lehet az állóvizeknek is, ahol azonban már remekül fel tudnak halmozódni a maradványok, különösen az agyagokat tartalmazó finomszemcsés üledékek kiválóak erre. Ezzel kapcsolatos földi kísérletek is voltak, pl. cianobaktériumokkal, ahol egy hét alatt bevonták az agyagásványok a baktériumot. A maradványok megőrzésében fontos szerepe van az agyagásványok jellegének is, pl. az alumíniumban gazdag kaolin kiválóan „tartósítja” a fosszíliákat. Iszapkő vagy homokkő esetén olyan szerkezeti mintázatokat hozhat létre a bennük lévő maradvány, amit akár több méterről is látni lehet, bár nem biológiai folyamatok is eredményezhetnek ilyen mintát, ennek ellenére az egyik legjobb célterület lehet a maradványok keresésére, ha pl. egy rover kamerája észleli a kőzettípus jellegzetes mintázatát.

Kérdés lehet még az is, hogy milyen esélyei vannak a fosszília fennmaradásának a Marson. Mivel a bolygón nincsenek lemeztektonikai folyamatok és valószínűleg korábban se voltak, így a kőzetek újrahasznosítása miatt nem semmisülnek meg az ősi kőzetek, s bennük az esetleges maradványok úgy, ahogy a Földön megtörtént. Megsemmisülhetnek viszont a becsapódásokban, a vulkáni tevékenység eltüntetheti, illetve átalakíthatja a kőzet-víz kölcsönhatás – ezek szerepe azonban globálisan nem igazán nagy. Bár a földinél jóval lassabban, de a fizikai erózió is végezhet a felszínre került kőzetekkel, azonban itt valóban csak a felszínt érinti az erózió (pl. a fagyás, a szél hatása), így a felszín alatti rétegekben igazán könnyedén megőrződhettek a nyomok.
Összességében, ha volt valaha élet, akkor igen jó esélye van a nyomai fennmaradásának is, és a legnagyobb valószínűséggel az egykori vizekben lerakódott agyagtartalmú üledékek adhatnak otthont e maradványoknak. A jövőbeni marsi küldetések tervezésében tehát érdemes a „terepi útmutató” kérdéskörét figyelembe venniük a projekteket és a rovereket, azok műszereit tervezőknek.

A Journal of Geophysical Research: Planets május 2-án tette online elérhetővé a teljes tanulmányt.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: