Ny forskning tyder på att antika Mars troligen hade tillräckligt med kemisk energi för att mikrober skulle kunna frodas under jord. "Baserat på grundläggande fysikaliska och kemiska beräkningar har vi visat att underlagsskiktet av forntida Mars antagligen hade tillräckligt med upplöst väte för att driva den globala biosfären under jord," säger Jesse Tarnas, en doktorand vid Brown University och huvudförfattare till studien, publicerad i Earth and Planetary Science Brev ".
"Förhållandena i detta potentiellt bebodda område kan vara liknande de på jorden där underjordiskt liv finns."
Var gömmer livet sig på Mars?
Jorden är hem till de så kallade litotrofiska mikrobiella systemen under jord. I avsaknad av solljus tar dessa underjordiska mikrober ofta sin energi genom att strippa elektroner från molekyler i deras miljö. Löst molekylärt väte är en utmärkt elektrondonator. Den matar sådana mikrober på jorden.
Ny forskning visar att radiolys, en process genom vilken strålning bryter vattenmolekyler i deras bestående väte och syre, kan skapa mycket väte i den antika Martiska underytan. Forskare uppskattar att koncentrationen av väte i jordskorpan för 4 miljarder år sedan borde ha varit ungefär jämförbar med den på jorden, som matar många mikrober idag.
Dessa fynd betyder inte att livet definitivt fanns på gamla Mars, men de antyder att om livet existerade, skulle Martian underytan ha de nödvändiga ingredienserna för att upprätthålla det i hundratals miljoner år. Detta arbete har också konsekvenser för framtida utforskning av Mars, eftersom de områden där den forntida undergrunden kommer ut kan vara ett bra ställe att leta efter gammalt liv.
Kampanjvideo:
Gå under jorden
Ända sedan det avslöjades att floder och sjöar en gång flödade på Mars har forskare varit besatta av möjligheten att Röda planeten en gång kan hålla liv. Men även om bevisen för förekomsten av vatten i det förflutna är obestridliga, är det oklart för hur mycket av Martian historia vattnet faktiskt flödade. De bästa klimatmodellerna för tidiga Mars producerar temperaturer som knappt överskrider fryspunkten, vilket innebär att planetens våta perioder kan vara mycket kortlivade. Detta är inte det bästa scenariot för att upprätthålla liv på ytan under lång tid, och därför tror vissa forskare att det förflutna Martian-livet under ytan kan ha känt sig bättre.
Forskare studerade data från en gammastrålspektrometer som flyger ombord på Mars Odyssey. De kartlade överflödet av radioaktiva element torium och kalium i Marsskorpan. Från kartan lyckades de hitta ett tredje radioaktivt element, uran. Förfallet av dessa tre element tillhandahåller strålning som leder till det radiolytiska sönderfallet av vatten. Och eftersom dessa element förfaller i en viss takt kan överflödsmodellen användas för att beräkna förekomsten av elementen för 4 miljarder år sedan. Så teamet kom på idén om ett radioaktivt utbrott som aktivt pressade radiolys.
Nästa steg var att uppskatta hur mycket vatten som var tillgängligt för denna strålning. Geologiska bevis tyder på att de porösa stenarna i den antika Martiska skorpan hade mycket grundvatten som bröt igenom porerna. Forskarna använde mätningar av tätheten hos den Martiska skorpan för att grovt uppskatta hur många porer som var tillgängliga att fylla med vatten.
Slutligen använde teamet geotermiska och klimatmodeller för att avgöra var det forntida livet kan ha varit. Det borde inte ha varit så kallt att inte allt vatten frös, men heller inte särskilt varmt.
Genom att kombinera dessa analyser drog forskarna slutsatsen att Mars troligen hade ett globalt underlag som kan vara bebodd zon flera kilometer tjockt. I denna zon har produktionen av väte genom radiolys genererat mer än tillräckligt med kemisk energi för att stödja mikrobiell livslängd, baserat på vad vi känner på jorden. Och denna zon var tvungen att bestå i hundratals miljoner år.
Dessa fynd varade även när forskare simulerade olika klimatscenarier - vissa varmare, vissa kallare. Anmärkningsvärt, sade Tarnas, ökar mängden underjordiskt väte som finns som energikälla i extremt kalla klimatscenarier. Eftersom ett tjockare islager ovanför den bebodda zonen fungerar som ett täckning som förhindrar väte att rymma från undergrunden.
"Människor har idén att det kalla klimatet i tidiga Mars är dåligt för livet, men som vi ser finns det mer kemisk energi i kalla klimat för livet under jord," säger Tarnas. "Vi tror att det kan förändra människors inställning till klimat och tidigare liv på jorden."
Forskningsimplikationer
Tarnas och senap säger att dessa fynd kommer att hjälpa dig att förstå vart de ska skicka nästa rymdskepp för att leta efter tecken på liv på Mars.
"Ett av de mest intressanta prospekteringsalternativen är att hitta kvarter med megabreccia - klippbitar som slogs ur marken av en meteoritpåverkan", säger Tarnas. "Många av dem kom från djupet i den bebodda zonen, och nu är de, ofta intakta, på ytan."
Senap, som var starkt involverad i urvalsprocessen för Mars 2020-rover, säger att dessa typer av brecciablock finns på minst två platser som granskats av NASA: Northeast Syrtis Major och Midway.
Ilya Khel
