Cegiełki życia czy ślepy zaułek?

CZAS NA NOWE
MARSJAŃSKIE ZDJĘCIE TYGODNIA

_{Czas czytania: 8 minut}

Artykuł właściwy

Spekulacje dotyczące możliwości życia na Marsie sięgają średniowiecza. Poważna debata naukowa rozpoczęła się mniej więcej w XVIII/XIX w. Z różnym natężeniem, trwa ona do dziś.
Co prawda obecnie wiemy już, że wizja zielonych ludzików z Marsa jest domeną fantazji. Jednak pytanie dotyczące możliwości istnienia prostszego życia na Marsie w przeszłości i/lub dziś, pozostaje otwarte. Robotyczna obecność na Czerwonej Planecie nieco zwiększa nasze możliwości badań w tym zakresie. Niestety możliwości weryfikacji in situ, w dalszym ciągu pozostają bardzo ograniczone.
Naukowcy zdają sobie sprawę z tych ograniczeń, dlatego też została zaproponowana misja Mars Sample Return. Miałaby ona polegać na zebraniu próbek wyselekcjonowanych przez zaawansowany, duży łazik Perseverance badający obecnie okolice krateru Jezero na Marsie. Trwają trudne rozmowy czy w ogóle, a jeśli tak – to kto i w jaki sposób przeprowadzi tę misję.

W ostatnim czasie pojawiło się potencjalne odkrycie, które znacząco podkreśla potrzebę przeprowadzenia misji Mars Sample Return. Odkrycie to może, ale nie musi, być przełomowym odkryciem w dziejach ludzkości.

Tajemnicze cętki i kropki

Dnia 23.06.2024r. marsjański łazik Perseverance wykonał rutynową serię zdjęć. Zdjęcie, o którym mowa wykonane zostało konkretnie przez jeden z instrumentów pokładowych: SHERLOCK. Pozwala on zastosować spektrometrię, czyli badanie widma elektromagnetycznego do określenia składu chemicznego (mineralogii) i ewentualnego wykrycia związków organicznych. W założeniu ma to umożliwić ultrafioletowy laser i ewentualnie luminescencja określonych związków organicznych i chemicznych. SHERLOCK oraz jeden z jego komponentów WATSON umożliwia generowanie kolorowych obrazów w dość dużych zakresach skalowania.

Zdjęcia wykonane przez Perseverance za pomocą ww. instrumentów przedstawiały charakterystyczne cętki i punkty, które niemal od razu zwróciły uwagę części naukowców i niektórych obserwatorów, jako potencjalnie możliwe zobrazowanie skamieniałości śladowych (tzw. ichnoskamieniałości).
NASA dopiero 10.09.2025r., czyli po ponad roku od publikacji zdjęć, odniosła się do spekulacji na temat możliwości odkrycia śladów pradawnego życia na Marsie – https://www.nasa.gov/news-release/nasa-says-mars-rover-discovered-potential-biosignature-last-year/ .
Co ciekawe NASA nie ograniczyła się jedynie do prostego komunikatu czy publikacji surowej analizy naukowej. Zwołana została w tym celu specjalna konferencja prasowa: https://www.youtube.com/watch?v=2l5yC4CgLoQ .

Co skłoniło NASA do tak szumnego nagłośnienia sprawy?
Odkrycie ma bardzo solidne podstawy naukowe i środowiskowe. Wiadomo, że Perseverance operuje w delcie jednej ze starożytnych rzek, wpływających do krateru Jezero. Mamy pewność, że w pewnym okresie historii Marsa (bardzo dawno temu), była tam ciekła woda. Wiadomo, że w obszarze aktywności Perseverance występowała powolna sedymentacja, która potencjalnie sprzyja tworzeniu się organicznych osadów. Od dawna spekulowało się, że środowisko krateru sprzyjałoby utworzeniu ichnoskamieniałości podobnych do niektórych ziemskich osadów prekambryjskich.

Obecność osadowych smektytów Fe/Mg jest pierwszą cegiełką do wariantu życiowego. Oczywiście same w sobie o niczym nie świadczą, ale zapewniają dobry fundament do dalszych poszukiwań. Zapewniają ochronę przed UV i ułatwiają powstawanie „lamparcich cętek” i „ziaren maku”, jak nazywa się formacje widoczne na zdjęciu. Skały w których znaleziono cętki są bogate w: węgiel, siarkę, utlenione żelazo i fosfor. To daje silne podwaliny pod wariant biologiczny.

Ale czym dokładnie są przedstawione cętki? To najprawdopodobniej formacje dwóch minerałów:
– wiwianitu (uwodniony fosforan żelaza) we wnętrzu cętek;
– greigitu (siarczek żelaza) w obwódkach.

Trzeba pamiętać, że samo występowanie kropek i cętek nie jest argumentem za życiem. Dałoby się je łatwo wyjaśnić obecnością wysokiej temperatury lub silną kwasowością. Sęk w tym, że w tym konkretnym otoczeniu nie było ani jednego, ani drugiego. Smektyty powstają we względnie niskich temperaturach i obojętnym pH wody (ewentualnie delikatnie zasadowej). Nie może być mowy o wysokiej kwasowości.

To właśnie jest sedno unikatowości odkrycia. Da się bowiem łatwo uzasadnić powstawanie takich „cętek” niebiologicznymi (abiotycznymi) mechanizmami. Tyle, że wymagane warunki nie występowały (prawdopodobnie) w tej części Marsa.

Niepewność

Istnieją jednak przesłanki przeciw biologicznemu pochodzeniu formacji. Pozostaje niepewność dotycząca pewnych reakcji chemicznych materii organicznej (ale nie żywej). Być może, takie samoczynne reakcje materii organicznej mogłyby dać podobny wzór. Nie jest jednak jasne, czy takie reakcje mogą przebiegać samoczynnie w temperaturach i środowisku marsjańskim.
Sytuację komplikują również wyraźnie widoczne na zdjęciu zielone gródki. Są to prawdopodobnie oliwiny, czyli nieorganiczny minerał krzemianowy. Rozpuszczanie się takich oliwinów może „zasilić” wiwianit i greigit uwalniając kationy żelaza.
Rozpuszczanie oliwinów „sztucznie” obniża również kwasowość (zwiększa pH). Z drugiej strony, przekształcenia oliwinu mogły być źródłem energii chemicznej dla potencjalnych organizmów.
Warto poruszyć również temat, dlaczego mikrootoczenie oliwinów tak bardzo różni się od tego wokół „cętek”? Jest to wynik innej mineralizacji, związanej właśnie z obecnością oliwinów. Ich rozpuszczanie się sprzyja wybieleniu wokół ziaren oliwinowych jakie widzimy na zdjęciu i występowaniu cementacji (krzemiankowy cement/węglany). Proces zmienia teksturę otoczenia. Wokół ziaren oliwinów, lokalnie, zmieniało się również pH.
Otoczenie „cętek” to natomiast drobnoziarnisty mułowiec o innej porowatości niż krzemianowe/ węglanowe otoczenie oliwinów.

Co do rozstrzygnięcia kwestii potencjalnego przeszłego życia na Marsie, wymagane byłyby szczegółowe badania m.in. izotopów w poszczególnych częściach cętek i kropek oraz poddanie wyników szczegółowej analizie – czy np. dane proporcje izotopów nie mogłyby powstać samoczynnie. Tak szczegółowe analizy mogą zostać przeprowadzone w zaawansowanych laboratoriach ziemskich.
Dobra wiadomość jest taka, że Perseverance pobrał próbkę z miejsca odkrycia (próbka otrzymała nazwę „Sapphire Canyon”) i była to już 25 próbka przygotowana przez łazik.
Zła wiadomość jest taka, że nie wiadomo czy w ogóle próbka ta wróci na Ziemię.

„Raz to przypadek, dwa razy to zbieg okoliczności, trzy razy to schemat”

Powiedzenie będące parafrazą („Raz to przypadek. Dwa — zbieg okoliczności. Trzy — celowe działanie.” – Ian Fleming; Goldfinger) idealnie wpisuje się w poszukiwania biosygnatur na Marsie. Pojedynczy ślad można zignorować, jednak tych śladów trochę się już zebrało.

W lipcu 2024 łazik Perseverance również za pomocą instrumentu SHERLOCK-WATSON wykonał następujące zdjęcie, które potencjalnie także przedstawia „lamparcie cętki”.

Jeszcze ciekawsze jest zdjęcie wykonane przez łazik Curiosity w kraterze Gale, za pomocą instrumentu MAHLI – kamera na ramieniu robota wykonująca mikroskopijne zdjęcia skał, nawet z rozdzielczością 14,5 µm na piksel. Zdjęcia zrobione przez Curiosity były szeroko komentowane, jako możliwe zdjęcia mikroskamieniałości śladowych. Podobnie jak obecnie analizowane „cętki”, struktury te mają rozmiar kilku milimetrów. Wówczas naukowcy stwierdzili, że nie wykluczają definitywnie możliwości skamieniałości, ale nie będzie to traktowane jako podstawowe wytłumaczenie. Możliwym, niebiologicznym wyjaśnieniem struktur jest krążenie bardzo słonej, bogatej w minerały wody – co jest bardzo prawdopodobne na Marsie. Mogą też mieć związek ze spękaniami i erozją np. gipsu (żyły gipsowe zostały bardzo dobrze udokumentowane i potwierdzone na Marsie).

Jeśli jednak założyć ich biologiczne pochodzenie, to dobrze wpisywałyby się w struktury tworzone m.in. przez bakterie utleniające żelazo. Na Ziemi środowisko takich organizmów musi zapewniać jony żelaza (dokładnie dwuwartościowe kationy), tlen i wodę.

Istnieją inne przesłanki przeszłego życia na Marsie. Jednym z ciekawszych jest pomiar izotopu węgla-12 . Badanie próbek zbieranych przez łazik Curiosity od lipca 2012 do sierpnia 2021 wykazało niezwykłe wzbogacenie tym izotopem próbek, względem np. marsjańskiej atmosfery https://www.space.com/mars-organics-curiosity-rover-possible-biosignature. Na Ziemi, wzbogacenie skał tym izotopem węgla oznacza przeważnie dowód na aktywność biologiczną. Naukowcy wyrazili sceptycyzm motywowany tym, że nie znamy cyklów węgla na Marsie i jego tamtejszej chemii zbyt dobrze.

Przeszłe życie na Marsie jest fascynującą możliwością niosącą wiele pytań biologicznych, w tym ewolucyjnych ale również pytań natury filozoficznej. Jeszcze większe implikacje naukowe i kulturowe niesie pytanie: Czy na Marsie dziś istnieje życie? Moim zdaniem jest to kwestia otwarta. Kilka czynników i środowisk na Marsie może je umożliwiać jak np.: niemal w ogóle niezbadane marsjańskie jaskinie, potencjalne kieszenie wodne pod czapami polarnymi Marsa, wieczna zmarzlina czy żyły wodne.
Są również poszlaki. Łazik Curiosity kilkukrotnie wykrył smugi metanowe w marsjańskiej atmosferze nad kraterem Gale. Pochodzenie tego metanu może być jednak niebiologiczne, a jego „złoża” mogły powstać w odległych czasach. Nie zmienia to jednak faktu, że stężenie metanu nad kraterem Gale rośnie w okresie letnim (nawet o 60%!) – https://www.nasa.gov/missions/with-mars-methane-mystery-unsolved-curiosity-serves-scientists-a-new-one-oxygen/. To oczywiście jeszcze niczego nie przesądza. Wzrost stężenia metanu w okresie letnim może jedynie wskazywać na jakiś chemiczny proces, który jeszcze nam umyka, a związany jest z porami roku na Marsie. Jednak nie zmienia to faktu, że zmiany te wydają się korelować ze zmianami stężenia tlenu. Jak wyżej, to również samo w sobie niczego nie tłumaczy i może być zbiegiem okoliczności lub być poszlaką na mechanizm chemiczny wpływający na zmiany stężenia metanu.
Robi się jeszcze ciekawiej, gdy porównamy pomiary stężenia pary wodnej z występowaniem metanu – w dużej mierze pokrywają się – https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Mars_Express/Water_and_methane_maps_overlap_on_Mars_a_new_clue. Trzeba brać małą poprawkę, że te dane z satelity Mars Express (nadal bardzo dobrze działającej) pochodzą z 2004r.

Podsumowanie

Aktualne odkrycie „lamparcich cętek” i „ziaren maku” na Marsie wpisuje się w długą listę dziwnych i fascynujących odkryć na Marsie. Odkrycia zaprezentowane powyżej, same w sobie z osobna, nie są dowodem na przeszłą lub teraźniejszą aktywność życia biologicznego na Marsie. Jeśli zbierzemy je wszystkie, nasuwa się myśl, że trochę dużo tych zbiegów okoliczności.
Rozumiem jednak podejście naukowców w tym temacie. Nie można ogłosić takiego odkrycia, nie mając 100% pewności. Póki co, mamy poszlaki i korelacje, które wcale nie muszą się ze sobą łączyć. Dlatego tak ważne jest, żeby podjąć z Marsa wyselekcjonowane wcześniej próbki, które mają największy potencjał odkryć naukowych. Zgadzam się w tym przypadku ze sceptykami, co do planowanej chińskiej misji pobrania próbek z Marsa. Nawet jeśli misja ta się powiedzie, próbki te będą pobrane na szybko i dość przypadkowo. Trzymam kciuki za projekt Mars Sample Return, jednak obawiam się, że mogą to być płonne nadzieje.

Kończąc optymistycznie. Niezależnie od sukcesu planowanych misji, osobiście uważam, że szanse na istnienie przeszłego lub nawet obecnego życia na Marsie bardzo rosną.