I generationer har många drömt om dagen då det skulle vara möjligt att sätta foten på Mars - alias. "Earth's Twin" planet. Och under de senaste åren har flera banor, landare och rovers avslöjat bevis på tidigare vatten på Mars, för att inte tala om möjligheten att vatten fortfarande finns under jord. Dessa fynd har drivit upp önskan att skicka besättningsuppdrag till Mars, för att inte tala om förslag om att upprätta en koloni där.
Emellertid kan denna entusiasm verka lite missledd när du tänker på alla utmaningar som den Martiska miljön erbjuder. Förutom att det är mycket kallt och utsatt för mycket strålning, är ytan på Mars idag också extremt torr. Enligt en ny studie ledd av forskare från NASA: s Ames Research Center är Marsjord ungefär 1000 gånger torrare än några av de torraste regionerna på jorden.
Studien, med titeln "Begränsningar för den metabola aktiviteten hos mikroorganismer i Atacama ytjordar som härleds från eldfasta biomarkörer: Implikationer för Martian Habitability and Biomarker Detection", nyligen dök upp i tidskriften Astrobiology. Studien leddes av medlemmar från NASA Ames Research Center och inkluderade forskare från Georgia Institute of Technology, Carl Sagan Center vid SETI Institute, Centro de Astrobiologia (INTA-CSIC), NASA Goddard Space Flight Center och Massachusetts Institute of Technology.
För deras studie sökte forskargruppen att avgöra om mikroorganismer kan överleva under de typer av förhållanden som finns på Mars. För att besvara denna fråga reste laget till Atacamaöknen i Chile, en 1000 km (620 mi) remsa på Sydamerikas västkust. Med en genomsnittlig nederbörd på bara 1 till 3 mm (0,04 till 0,12 in) per år är Atacama-öknen känd som den torraste icke-polära platsen i världen.
Atacama-öknen är dock inte jämnt torr och upplever olika nederbördsnivåer beroende på latitud. Från den södra änden till den norra änden skiftar den årliga nederbörden från några millimeter regn per år till bara några millimeter regn per decennium. Denna miljö ger en möjlighet att söka efter liv i minskande nederbördsnivåer, vilket gör det möjligt för forskare att sätta begränsningar för mikroorganismens överlevnad.
Det är i den norra änden av öknen (i det som kallas Antofagasta-regionen) där förhållandena blir mest Mars-liknande. Här är den genomsnittliga årliga nederbörden bara 1 mm per år, vilket har gjort det till ett populärt resmål för forskare som vill simulera en marsmiljö. Förutom att se om mikrober kunde överleva under dessa torra förhållanden, försökte teamet också bestämma om de kunde växa och reproducera.
Som Mary Beth Wilhelm - en astrobiolog vid Georgia Institute of Technology, NASA: s Ames Research Center och huvudförfattare till den nya studien - förklarade i ett nyligen pressmeddelande från NASA:
”På jorden hittar vi bevis på mikrobiellt liv överallt. Men i extrema miljöer är det viktigt att veta om en mikrob är vilande och bara knappt överlever, eller riktigt levande och bra ... Genom att lära oss om och hur mikrober håller sig levande i extremt torra regioner på jorden, hoppas vi bättre kunna förstå om Mars en gång hade mikrobiellt liv och om det kunde ha överlevt fram till idag. ”
Efter att ha samlat markprover från hela Atacamaöknen och förat dem tillbaka till sitt labb på Ames, började forskarteamet att utföra test för att se om deras mikroorganismprover visade någon indikation på stressmarkörer. Dessa är ett viktigt sätt på vilket livet kan visas att växa, eftersom organismer i vilande tillstånd (dvs att de bara överlever) inte visar några tecken på stressmarkörer.
Specifikt såg de efter förändringar i lipidstrukturen i cellernas yttre membran, som vanligtvis blir styvare som svar på stress. Vad de fann var att i de mindre torra delarna av Atacamaöknen var denna stressmarkör närvarande; men konstigt saknade samma markörer i de torraste områdena i öknen där mikrober skulle vara mer stressade.
Baserat på dessa och andra resultat drog teamet slutsatsen att det finns en övergångslinje för mikroorganismer i miljöer som Atacamaöknen. På ena sidan av denna linje är förekomsten av små mängder vatten tillräckligt för att organismer fortfarande kan växa. På andra sidan är miljön så torr att organismer kan överleva men inte kommer att växa och föröka sig.
Teamet kunde också hitta bevis på mikrober som hade varit döda i jordproven i Atacama i minst 10 000 år. De kunde bestämma detta genom att undersöka aminosyrorna i mikroberna, som är byggstenarna för proteiner, och undersöka hastigheten med vilken deras struktur förändrades. Detta fynd var ganska överraskande, eftersom det är extremt sällsynt att resterna av forntida liv finns på jordens yta.
Med tanke på att Mars är 1 000 gånger torrare än till och med de torraste delarna av Atacama, var dessa resultat inte uppmuntrande nyheter för dem som hoppades att mikrobiellt liv fortfarande finns där. Det faktum att resterna av tidigare mikrobiellt liv hittades i de torraste områdena i Chiles öken - som skulle ha funnits när förhållandena var våtare och var väl bevarade - är mycket goda nyheter när det gäller sökandet efter tidigare liv på Mars .
I huvudsak, om mikrobiellt liv fanns på Mars tillbaka när det var en varmare, våtare miljö, kan spår av det antika livet fortfarande existera. Som Wilhelm förklarade:
”Innan vi åker till Mars kan vi använda Atacama som ett naturligt laboratorium och, baserat på våra resultat, justera våra förväntningar på vad vi kan hitta när vi kommer dit. Att känna till Mars yta idag kan vara för torrt för att livet ska växa, men att spår av mikrober kan pågå i tusentals år hjälper oss att utforma bättre instrument för att inte bara söka efter liv på och under planetens yta, utan att försöka låsa upp hemligheter för dess avlägsna förflutna. ”
I framtiden, uppdrag som NASA: s Mars 2020 rover kommer att försöka skaffa prover av Marsjord. Om NASA: s föreslagna "Resa till Mars" äger rum 2030-talet som planerat, kan dessa prover sedan returneras till Jorden för analys. Med tur kommer dessa markprover att avslöja bevis på tidigare liv och bevisa att Mars en gång var en beboelig planet!
