Usædvanligt rig stenformation i søgelyset for roveren Curiosity
Astrobiologer er tvunget til at genoverveje deres hidtidige antagelser, efter at en NASA-sonde har gjort et højst besynderligt fund dybt nede i en ældgammel marskløft. Et ganske særligt klippestykke i krateret Gale gemmer nemlig på en uventet stor mængde organiske forbindelser. Ifølge de nyeste geokemiske modeller er det simpelthen umuligt at forklare denne enorme koncentration ud fra almindelige geologiske processer.
For allerførste gang bliver hypotesen om forhistorisk liv på den røde planet nu taget dybt alvorligt. Selvom forskerne endnu afholder sig fra at kalde det et endegyldigt bevis, har opdagelsen vakt enorm opsigt i det videnskabelige miljø.
Siden 2012 har robotfartøjet Curiosity udforsket bunden af Gale, hvor en enorm indsø engang lå. Da rumsondens avancerede instrumenter analyserede forstenede muddermasser fra den udtørrede søbund, registrerede de en utrolig fascinerende blanding af organiske byggesten. Rent kemisk taler vi om forbindelser, der indeholder kæder med op til tolv kulstofatomer.
Sådan et fund mangler sidestykke i den kolde og ugæstfrie historie om Mars. Tidligere missioner har oftest kun kunnet opspore ganske mikroskopiske spor af lignende stoffer, og da primært lige under overfladen. Denne markante koncentration af organisk materiale passer slet ikke ind i vores viden om livløse planeter. Det rejste straks et afgørende spørgsmål: Kigger vi på en ægte biosignatur, altså et mikroskopisk aftryk af urgammelt liv, eller er det blot et bizart kemisk sammentræf?
Hvorfor organiske molekyler er et sjældent syn på Mars
Vi betragter typisk kulstofbaserede organiske molekyler som selve fundamentet for alt biologisk liv på Jorden. Disse komplekse strukturer kan dog sagtens opstå uden hjælp fra levende celler, for eksempel i forbindelse med vulkanudbrud eller voldsomme meteornedslag.
Udfordringen på Mars er imidlertid, at planeten mangler et beskyttende globalt magnetfelt og samtidig har en ekstremt tynd atmosfære. Den ubarmhjertige kosmiske stråling hamrer direkte ned på overfladen og nedbryder gradvist alt organisk materiale. Logisk set burde sten, der har ligget fremme i årtusinder, stort set være tømt for kulstofforbindelser.
Flere barske forhold arbejder nemlig ihærdigt imod bevarelsen af disse skrøbelige kemiske strukturer:
- Aggressiv stråling sønderriver konstant de kemiske kulstofbindinger til mindre fragmenter.
- Kraftige oxidanter i marsstøvet angriber og nedbryder molekylerne yderligere.
- Evindelige sandstorme sliber overfladen ned og roder rundt i de geologiske lag.
Det faktum, at så store mængder af avancerede stoffer har overlevet disse nådesløse betingelser inde i det ældgamle, forstenede mudder, har nu fået forskerne til at granske deres måledata med ekstrem omhu.
Laboratorieforsøg genskaber det barske marsmiljø
Selvom Curiosity repræsenterer et sandt mesterværk inden for moderne ingeniørkunst, har den ikke helt samme analysekraft som de store laboratorier her på Jorden. Roverens sensorer kan indsamle grove profiler af prøverne, men de kan ikke kortlægge hvert eneste lille atom præcist. Derfor var eksperterne nødt til at tænke i kreative baner.
Et internationalt forskerhold, ledet af exobiologi-eksperten Caroline Freissinet, besluttede sig for at simulere miljøet på Mars i et jordisk laboratorie. Forskerne udsatte almindelige sten med et kendt indhold af organisk materiale for kunstig ældning for at efterligne millioner af års ødelæggende stråling.
Efterfølgende brugte de avancerede matematiske modeller til at regne baglæns. Målet var at fastslå, hvor gigantisk det oprindelige lager af kulstofstrukturer i virkeligheden måtte have været, for at der stadig var netop den mængde tilbage, som den amerikanske rover havde målt.
Modeller afslører gigantiske oprindelige kulstoflagre
Resultaterne fra disse simuleringer var decideret overvældende. For at kunne måle de nuværende værdier i Gale i dag, måtte klippens oprindelige koncentration af organiske forbindelser have været astronomisk høj. Målingerne oversteg langt det niveau, man kunne forvente fra uorganiske kilder eller stjernestøv.
I de sofistikerede computermodeller producerer samtlige kendte naturlige processer uden biologisk oprindelse alt for beskedne mængder. Et nyligt publiceret astrobiologisk studie har derfor systematisk testet tre forskellige livløse scenarier op imod de rigtige data fra rumsonden.
Kosmisk støv og meteornedslag
Gennem milliarder af år er Mars blevet bombarderet med interplanetarisk støv og fragmenter fra asteroider, hvilket har tilført overfladen en del organisk kulstof. Selvom man i modellerne skruede markant op for hyppigheden af disse nedslag, viste beregningerne dog hurtigt, at det teoretiske regnestykke slet ikke stemte overens med virkeligheden. Kløften mellem teorien og de konkrete målinger forblev enorm.
En ældgammel atmosfære mættet med metan
En anden hypotese byggede på tanken om, at en svunden epoke på Mars havde en langt tykkere atmosfære fyldt med vanddamp og metan. I et sådant miljø kunne sollyset potentielt sætte gang i dannelsen af mere komplicerede molekyler, som derefter ville regne ned over landskabet. Denne idé faldt dog til jorden, da man kiggede på det historiske forhold mellem metan og kuldioxid. Atmosfæriske rekonstruktioner peger på, at der aldrig har været nok metangas til stede for at kunne skabe så massiv en kulstofaflejring.
Dybdegeologi og vulkansk aktivitet
Den tredje mulige forklaring drejede sig om kemiske processer dybt nede i undergrunden, hvor ekstreme temperaturer og enorme tryk kan fremtvinge komplicerede kulstofkæder. Dette materiale kunne sidenhen være blevet blæst op til overfladen af kraftige vulkanudbrud. Imidlertid udelukker mudderaflejringens mineralogiske sammensætning dette scenarie fuldstændigt. Klippens indre struktur vidner nemlig om en rolig og gradvis bundfældning i stillestående vand, frem for et kaotisk forløb udløst af smeltet magma.
Er der kun én seriøs kandidat tilbage?
Når samtlige gængse abiotiske forklaringsmodeller kortholder, rettes forskernes blik ganske naturligt mod biologien. Selvom astrobiologerne insisterer på at holde en strengt objektiv distance, anerkender de nu modvilligt, at hypotesen om levende organismer bestemt ikke længere hører hjemme i en fjern science fiction-kategori.
Den fundne mængde organisk materiale minder nemlig påfaldende meget om det, vi ser i ældgamle aflejringer på vores egen planet, der vrimler med mikrobielt liv. Herhjemme forbinder videnskaben normalt disse kemiske spor med fedtsyrer og alkaner, som typisk udgør fundamentet for cellemembraner.
På trods af begejstringen advarer forskerteamet kraftigt imod at drage forhastede konklusioner. Når man arbejder med en fremmed klode, må man altid holde døren på klem for, at vi er stødt på en hidtil ukendt, anorganisk kemisk reaktion, som ingen endnu har overvejet.
Hvorfor forskerne desperat har brug for prøver på Jorden
Den igangværende debat udstiller tydeligt de teknologiske begrænsninger, der findes ved nutidens robotmissioner. Nok kan roveren bore direkte i stenen og opvarme støvet for at indhente rå data, men en fuldstændig strukturel analyse af de enkelte partikler er simpelthen umulig at foretage millioner af kilometer hjemmefra.
Derfor knytter eksperterne store forhåbninger til den enormt komplekse mission Mars Sample Return, der lige nu er under udvikling af rumorganisationerne NASA og ESA. Det dristige projekt har ét overordnet mål: At bringe det værdifulde materiale sikkert tilbage til vores egen planet.
- De nuværende rovere, Curiosity og Perseverance, udvælger og isolerer systematisk de allermest lovende stenprøver.
- Et fremtidigt ubemandet fartøj skal indsamle disse forseglede rør og skyde dem op i kredsløb om planeten.
- Et særligt modul transporterer derefter godset tilbage til ekstremt rene og sikre faciliteter på Jorden.
- Her vil uhyre præcise massespektrometre og avancerede elektronmikroskoper endelig kunne
