A Marson is létrejöhettek az élethez szükséges molekulák

Földi vulkáni kőzetekben olyan szerves molekulákat találtak, amelyek az ALH 84001 jelű marsi meteoritban lévő anyagokhoz hasonlóak. Eszerint egykor a vörös bolygón is keletkezhettek olyan összetevők, amelyek a mi planétánkon az élet kialakulásához szolgáltattak alapanyagot.

A marsi élet lehetőségével kapcsolatos egyik problémakör, hogy a bolygó felszínén ma szinte egyáltalán nincsen szerves anyag - és talán a múltban is alig volt. A Viking-szondák mérései alapján nem találtak ilyen összetevőket, bár utólag kiderült, hogy a detektorok érzékenysége sem volt a legjobb. A vörös bolygóra folyamatosan hulló meteorikus anyagban rendszeresen kellene szerves anyagnak érkeznie - amit a fentiek szerint valami folyamatosan elpusztít.

A különböző megfigyelések, elméleti modellek és laborkísérletek alapján a Mars felszínén - részben a Nap ultraibolya sugárzásától, részben a porördögök elektromos hatásának következtében - ún. hiperoxidok keletkeznek. Ezek igen agresszív kemikáliák, és minden közelükbe kerülő szerves anyagot lebontanak.

Szerves anyag egy marsi meteoritban

Mindez a felszíni körülményekre igaz, a felszín alatt elméletileg sokkal több szerves anyag fordulhat elő. A Marsról érkezett meteoritok ebbe a felszín alatti térségbe nyújtanak bepillantást. Közülük a leghíresebb, az ALH 84001 belsejében találtak is kevés szerves anyagot. Nagy kérdés, hogy ez mikor és milyen forrásból került oda.

Az ALH 84001-et ezért jelenleg is élénk szakmai viták övezik. Egyes kutatók az egykori marsi élet nyomait vélik felfedezni benne, mivel szerintük a vizsgált jellegzetességek együttes előfordulása legegyszerűbben egykori élőlények jelenlétével magyarázható. Ezek a jellemzők a következők: szerves molekulák (melyhez hasonlók a Földön alkalmanként élőlények lebomlásával keletkeznek), magnetitkristályok (amelyek láncolatára emlékeztető ásványláncokat földi ún. magnetotaktikus baktériumok hoznak létre), mikroszkopikus "fosszíliák", amelyek alakja baktériumokra emlékeztet (bár velük az a probléma, hogy nagyon kicsik és túl kevés van belőlük), továbbá olyan nem egyensúlyi ásványtársulások, amelyek abiogén úton nehezen alakulnak ki.

Az eddigi elemzések kimutatták, hogy az ALH 84001 szervesanyag-tartalmának kisebb része földi szennyezés lehet, amely a meteoritba annak lehullása után jutott be. Ugyanakkor a belsejében talált szerves összetevők, köztük az ún. policiklusos aromás szénhidrogének jelentős része a vörös bolygóról származik. A szerves anyag marsi képződését illetően kevés támpontja van a szakembereknek - ezt bővítette nemrég egy újabb vizsgálat.

Hasonló földi minták

A Carnagie Intézet kutatói az észak-európai Spitzbergák területén tanulmányoztak vulkáni kőzeteket, amelyek kb. egymillió évvel ezelőtti kialakulásuk óta a sarkvidéki terület hideg környezetében voltak. A mintákban talált szerves anyag a marsi meteoritban megfigyelthez hasonló mikroszkópikus gömbökben csoportosult, méghozzá magnetitkristályokhoz kapcsolódva.

A modell alapján a Spitzbergákon a hideg, sarkvidéki körülmények között kitört vulkáni kőzetekben képződött az anyag, miközben azok lehűltek. A hőmérséklet csökkenése során kevés szén-dioxidot tartalmazó víz cirkulált a repedésekben. Ez a magnetitásványokkal érintkezve részben egyszerű szerves anyagokká alakult. A kutatók modellje alapján a magnetit olyan katalizátorként működött, amely szerves molekulákat hozott létre vízből és benne oldott szén-dioxidból.

Kedvező ősi prebiotikus környezet?

Ha valóban a fent vázolt reakciókkal keletkeztek a földi szerves anyagok a vulkáni kőzetekben, az arra utal, hogy hasonló a Marson is történhetett. Az ALH 84001-ben talált, gyakran magnetitkristályokhoz kapcsolódó szerves anyag tehát akár így is létrejöhetett - és ez esetben nem feltétlenül biogén eredetű, mint azt egyesek feltételezték. Az eredmény ugyanakkor kedvez annak az elgondolásnak, hogy a földi élet kialakulásához szükséges szerves építőkövekhez hasonlók a Marson is megjelentek a múltban.

Az elmúlt évek kutatási eredményeit összevetve sok jel utal arra, hogy a Mars felszínén kezdetben a mainál melegebb és nedvesebb viszonyok uralkodtak, ami kedvezhetett az élet megjelenésének. A későbbiekben, bolygó fejlődéstörténetének nagyobb részében azonban száraz volt az éghajlat, és amikor átmenetileg meg is jelent a víz a felszínen, nagyon hideg lehetett.

Napjainkban is igen kellemetlenek a bolygó felszíni viszonyai. Ugyanakkor egyes megfigyelések és modellek alapján lehetnek olyan felszínhez közeli mikrokörnyezetek, ahol átmenetileg megjelenik a folyékony víz és ezzel kapcsolatban kedvezőbb körülmények jelentkeznek.

A fiatal vízfolyások nyomában

A marsi folyékony víz jelenlegi előfordulását a friss folyásnyomok segítségével is vizsgálják. A vörös bolygó közepes és magas szélességein lévő kráterek és meredek lejtők falán látható folyásnyomokhoz hasonlóakat az antarktiszi szárazvölgyekben is találtak. Ezek hideg és rendkívül száraz területek, az itteni folyásnyomok pedig hasonlítanak a marsbéliekre - tehát érdekes analógiaként szolgálhatnak.

Ezekben a völgyekben nincs folyamatos vízmozgás, de a kierodált mélyedés felszíne alatt, a szemcsék közötti térben tartósan áramlik az olvadékvíz. Az eróziós vájatban pedig, mint ideális domborzati csapdában, dér és hó rakódhat le, amely a későbbiekben alkalmanként megolvadhat.

Vízfolyásnyom az Antarktiszon (balra). A sziklafal tetjén lévő jég olvadásával keletkező víz a törmelékszemcsék között áramlik le, és bukkan a felszínre az előtérben (sötét foltok). Jobbra a képződmény feltételezett keresztszelvénye látható, ahol az állandóan fagyott talaj (permafrost) felett egy vízzel átitatott szemcsés réteg, majd legfelül a vájatban áramló víz következik (Head et al. 2007, McKnight et al. 1999)

A szárazvölgyek területén a jelentős vastartalom a marsihoz hasonlóan vörösre festi a talajt, amelynek felső rétegében az év jelentős részében magas sótartalmú oldatok mozognak, részben a fenti folyásnyomoktól függetlenül is. A területen sok só vált ki a felszínen, amely ezekből az oldatokból származik. Hasonló jelek és felszíni sókiválások a Marson is megfigyelhetők. Az antarktiszi hideg, sarkvidéki sivatagot vizsgáló szakemberek szerint elképzelhető, hogy a Marson hasonló jelenség zajlik: a felszín alatt betöményedett sóoldatok vannak, amelyek akár ma is mozoghatnak.