Czy wiesz, że życie ziemskie z dużym prawdopodobieństwem mogło powstać na Marsie, a nie na Ziemi? Ale ty, oczywiście, potrzebujesz szczegółów: jak niebezpieczna była podróż „życia” z jednej planety na drugą okrakiem meteorytu? Wydaje się, że jesteśmy gotowi odpowiedzieć na to pytanie.
Niektóre rzeczy dotyczące wczesnej historii Ziemi są dziwne. Na przykład ryboza, bez której kwasy rybonukleinowe są nie do pomyślenia, w tym te uważane za podstawę życia … Jeśli spróbujesz zebrać rybozę ze składników dostępnych na młodej Ziemi, otrzymasz tylko brud z cząsteczek organicznych, nierozpuszczalnych w wodzie. Z drugiej strony ryboza jest rozpuszczalna.
Ale aby uzyskać go z tych samych składników, musisz dodać sól kwasu borowego lub tlenki molibdenu. Byli na Marsie, ale na naszej planecie miliardy lat temu ich nie znaleziono - przynajmniej na powierzchni.
Przecież już same nazwy pierwszych geologicznych epok Ziemi i Marsa wymownie wyjaśniają, jaka była wówczas sytuacja. Catarchaeus, zwany po angielsku „Gadey”, wywodzi swoje drugie imię od Hadesu, Królestwa Umarłych. Wręcz przeciwnie, epoka Noego na Marsie jest powodem, dla którego nazywa się epokę Noego, ponieważ uważa się, że w tym czasie na powierzchni Czerwonej Planety znajdowała się pewna ilość wody (choć nie tak dużo jak w waszej ojczyźnie).
Joseph Kirschvink z California Institute of Technology (USA) podkreśla, że takie minerały w zasadzie mogą tworzyć się tylko w pustynnych, suchych warunkach. Jednak wczesna Ziemia, zgodnie ze współczesnymi wyobrażeniami, była dość mokra: prawie cała jej powierzchnia mogła być wówczas ukryta pod wodą, ponieważ tektonika płyt z cienką i stosunkowo ciepłą skorupą nie mogła się rozwinąć, co zapobiegało tworzeniu się głębokich zbiorników, które gromadzą wodę w swoich granicach …
Meteoryty pochodzenia marsjańskiego starsze niż pewien wiek wskazują, że Mars miał kiedyś silniejsze pole magnetyczne; naukowiec wiąże to z możliwością istnienia tam poważnej warstwy ozonowej. Biorąc pod uwagę wysokość marsjańskich wulkanów i stosunkowo niewielką grubość atmosfery, taka warstwa ozonowa mogłaby utleniać szereg materiałów powierzchniowych, które podczas procesów erozji spadały w niższe rejony, gdzie mógł rozpocząć się proces katalizy, wyzwalając tworzenie się … lub nawet tej samej rybozy.
Okej, powiedzmy, że życie zaczęło się na Marsie. Co się z nią stanie podczas „lotów międzyplanetarnych”? Mechanizm tego ostatniego jest oczywisty: do dziś asteroidy, spadające na planetę, są bardzo zdolne wybić z niej kawałek skały z żywymi bakteriami lub nawet bohaterskimi niesporczakami.
Ale te kawałki przeżywają straszny stres i ogrzewanie? Tak, ale testy zderzeniowe wykazały: te same mikroskopijne glony mogą wytrzymać zderzenia przy prędkości do 7 km / s, a duża ich część żyje i dobrze po tym.
Film promocyjny:
Choć dla nas 50 milionów kilometrów dzielących Ziemię od czwartej planety wydaje się być ogromną odległością, to według kosmicznych standardów Ziemia i Mars są sąsiadami we wspólnym mieszkaniu. Obliczenia pokazują, że zaledwie dziewięć miesięcy po uderzeniu asteroidy w Marsa żywe organizmy wyrzucone w kosmos przez uderzenie mogą dotrzeć do Ziemi. Jeśli, oczywiście, te organizmy były na Marsie.
Ale co z nieuniknionym ogrzewaniem? Atmosfera ziemska jest gęsta i wydaje się, że wlatujący do niej marsjański meteoryt powinien się nagrzewać …
Grupa badaczy pod kierownictwem pana Kirshvinka przeprowadziła taki eksperyment. Pobrano fragmenty meteorytu z przejścia marsjańskiego, zawierające namagnesowane materiały. Ogrzano je i stwierdzono, że przy około 40 ° C ich orientacja magnetyczna zaczęła zanikać. Zdaniem naukowców oznacza to, że przez całą drogę z Marsa na Ziemię nasi hipotetyczni przodkowie nie byli podgrzewani powyżej tego punktu, z dala od temperatury, w której giną bakterie ciepłolubne.
Jak to mogło się stać? Symulacje podjęte po tych eksperymentach pokazały, że gdyby duży meteor lub asteroida uderzył w Marsa, mógł natychmiast przebić skorupę, bez czasu na zainicjowanie procesu wybuchowego odparowania otaczających go materiałów. Ponieważ druga prędkość kosmiczna dla Marsa jest trzykrotnie niższa niż dla Ziemi, podziemna eksplozja może unieść gruz otaczający miejsce uderzenia w przestrzeń kosmiczną bez silnego nagrzewania lub narażenia na potężną falę uderzeniową. Nawiasem mówiąc, model pokazał, że podniesiony w ten sposób materiał może zacząć spływać na Ziemię zaledwie dziewięć miesięcy po uderzeniu asteroidy w Marsa. Jest mało prawdopodobne, aby współczesne statki kosmiczne na rakietach chemicznych były w stanie dostarczyć tam astronautów znacznie szybciej, niż mogliby stamtąd lecieć ich przodkowie.
Doskonale! Ale jak się nie przegrzały, kiedy uderzyły w Ziemię? Sekretem może być … ablacyjna osłona termiczna, uważa pan Kirshvink. Zewnętrzne warstwy meteorytu przy wejściu do atmosfery stopiły się, a następnie zostały wyniesione z powierzchni spadającego ciała w postaci kropel, zmniejszając tym samym jego nagrzewanie. Statki SpaceX chronią się przed przegrzaniem w bardzo podobny sposób, więc metodę można uznać za dość niezawodną i sprawdzoną.
Ale to wszystko tylko spekulacje, prawda? I Joseph Kirshvink, oczywiście, zgodzi się z tobą, zauważając, że musisz szukać dowodów. Ponadto uważa, że już częściowo je znalazł. Wiele istot ziemskich, od bakterii po ssaki, ma w swoich ciałach magnetyt, substancję z klasy tlenków żelaza, biogenicznie wytwarzaną przez żywe organizmy z żelaza. I jest w nich dużo tej substancji, do 4% suchej masy bakterii Magnetospirillum, które są najprawdopodobniej najbardziej prymitywnymi stworzeniami, które używają magnetytu do orientacji w polu magnetycznym Ziemi.
Zespół Kirschvinka twierdzi, że znalazł magnetyt - zbyt czysty, aby był abiogenny - w meteorytach pochodzenia marsjańskiego. Zwykle magnetyt zawiera inkluzje ze środowiska, w którym powstał, podczas gdy magnetyt meteorytowy nie ma takich śladów.
Co jest niejasne w tym systemie dowodów? Starsi ludzie prawdopodobnie pamiętają incydent z 1996 roku, kiedy specjaliści NASA znaleźli węgiel w marsjańskim meteorycie ALH 84001, który jest zbliżony do organicznego w składzie izotopowym, wraz z czymś, co przypominało bakterie, tylko bardzo małe, znacznie mniejsze niż 400-nanometrowe archeobakterie (i są to najmniejsze żywe istoty na naszej planecie). Potem nastąpiły lata bezsensownych sporów, które sprowadzały się do tego, że morfologia istot żywych nie może być wskazówką do działania ze względu na jej wrodzoną debatę (jeśli chodzi o tak małe obiekty) i że węgiel, izotopowo przypominający ten tworzony przez żywe organizmy, w pewnych warunkach może formować się poza nimi.
Ten sam los może spotkać dowody Josepha Kirshvinka, ponieważ magnetyt jest daleki od tak wyraźnego i jednoznacznego dowodu, jak żywy organizm marsjański. Wreszcie, hipoteza naukowca dotycząca biogennego magnetytu na Marsie zakłada implicite, że wspólnym pierwotnym przodkiem (przodkami) wszystkich żywych istot była istota zdolna do orientacji wzdłuż linii pola magnetycznego. A to, delikatnie mówiąc, jest trudne do zweryfikowania. Warto zauważyć, że większość bakterii lądowych, o ile wie nauka, nie ma zdolności poruszania się za pomocą pola magnetycznego.
Ziemia Noego to region Marsa, w którym ślady wody po raz pierwszy odkryto na powierzchni Marsa w czasach Noego. Czy tak mogła wyglądać kraina naszych bakteryjnych przodków?
Trudno uznać argument o magnetycie za rozstrzygający również dlatego, że niedawno opublikowana praca ponownie poruszyła niejasne pytanie o mechanizm, za pomocą którego różne organizmy żywe wytwarzają magnetyt z żelaza. Nadal nie jest bardzo jasne, a jeśli tak, to nie odważymy się powiedzieć, czy coś takiego może się zdarzyć w przyrodzie nieożywionej i czy ślady magnetytu w marsjańskich meteorytach są wynikiem procesów abiogenicznych.
A jednak warto przypomnieć, że eksperymenty pana Kirschvinka pokazały, że gdyby istniało życie na Marsie, mogłoby skolonizować Ziemię w możliwie najkrótszym czasie, przynajmniej nie wolniej niż obecni Ziemianie - Mars.
Ale aby mieć całkowitą pewność, że ta konkretna planeta jest naszym domem przodków, potrzebujemy poważniejszych dowodów. Może ślady tego bardzo wczesnego życia bakteryjnego na samej Czerwonej Planecie?