7. augustil 1996 tungisid ajakirjanikud, fotograafid ja telekaamerate operaatorid NASA peakorterisse Washingtonis. Rahvahulk ei keskendunud mitte NASA auditooriumis istuvate teadlaste reale, vaid nende ees olevale lauale asuvale väikesele läbipaistvale plastkarbile. Kasti sees oli sametine padi ja see asetses sellel nagu kroonijuveel oli kivi - Marsilt. Teadlased teatasid, et leidsid meteoriidist elumärke. NASA administraator Daniel Goldin ütles rõõmsalt, et see on uskumatu päev. Ta oli täpsem, kui ta oskas.
Kivim, teadlaste selgitusel, oli moodustunud 4, 5 miljardit aastat tagasi Marsil, kus see püsis kuni 16 miljonit aastat tagasi, mil see kosmosesse lasti, tõenäoliselt asteroidi mõjul. Kivim kõndis sisemise päikesesüsteemi abil kuni 13 000 aastat tagasi, mil ta langes Antarktikasse. AllanHills'i lähedal jääl istus see kuni 1984. aastani, kui mootorsaanide paigaldamise geoloogid selle üles kastsid.
Houstoni JohnsonSpaceCenteri David McKay juhitud teadlased leidsid, et kivil nimega ALH84001 oli omapärane keemiline meik. See sisaldas mineraalide ja süsinikuühendite kombinatsiooni, mille Maal loovad mikroobid. Samuti olid magneesiumoksiidi kristallid, mida nimetatakse magniidiks ja mida mõned bakterid tekitavad. Veelgi enam, McKay esitas rahvahulgale elektronmikroskoobi ülevaate kivist, millel on näha gloobuste ahelad, mis on silmatorkavalt sarnased ahelaga, mille mõned bakterid Maal moodustavad. "Me usume, et need on tõepoolest Marsilt pärit mikrofossiilid, " sõnas McKay, lisades, et tõendid ei olnud "Marsi möödunud elu" absoluutsed tõendid, vaid pigem "suunajad selles suunas".
Sel päeval viimaste seas esinejate seas oli ka Los Angelese California ülikooli paleobioloogi esindaja J. William Schopf, kes on spetsialiseerunud Maa varajastele fossiilidele. "Ma näitan teile vanimaid tõendeid elu kohta sellel planeedil, " ütles Schopf publikule ja esitas slaidi 3, 446 miljardi aasta vanusest kivistunud ahelast mikroskoopiliste gloobulite ahelast, mille ta oli Austraaliast leidnud. "Need on tõestatavalt fossiilid, " ütles Schopf, viidates sellele, et NASA Marsi pilte polnud. Ta lõpetas tsiteerides astronoom Carl Saganit: "Erakorralised nõuded nõuavad erakorralisi tõendeid."
Hoolimata Schopfi skeptilisest märkusest, tehti NASA teadaannet kogu maailmas. "Mars elas, kaljuetendused Meteoriit omavad tõendeid elu kohta teises maailmas, " ütles New York Times. "Punase planeedi fossiil võib tõestada, et me pole üksi, " kuulutas Londoni sõltumatu väljaanne .
Viimase üheksa aasta jooksul on teadlased võtnud Sagani sõnu väga südamesse. Nad on uurinud Marsi meteoriiti (mida saab nüüd vaadata Smithsoniani rahvuslikus loodusloomuuseumis) ja tänapäeval usuvad vähesed, et see kannatas Marsi mikroobid.
Vaidlused on ajendanud teadlasi küsima, kuidas nad saaksid teada, kas mõni kämp, kristall või keemiline veidrus on elu märk - isegi Maal. Adebate on üles kerkinud mõne vanima tõendusmaterjali kohta Maal elamise kohta, sealhulgas fossiilide kohta, mida Schopf uhkelt eksponeeris 1996. aastal. Selles arutelus on kaalul peamised küsimused, sealhulgas see, kuidas elu esmakordselt Maa peal arenes. Mõned teadlased väidavad, et esimese paarisaja miljoni aasta jooksul, mil elu eksisteeris, sarnanes see eluga, nagu me seda tänapäeval tunneme, vähe.
NASA teadlased võtavad õppetunni arutelust Maal elava elu üle Marsile. Kui kõik läheb plaanipäraselt, saabub järgmise kümnendi jooksul Marsile uus põlvkond rovereid. Need missioonid hõlmavad tipptasemel biotehnoloogiat, mille eesmärk on tuvastada üksikute elusate või pikkade surnud Marsa organismide valmistatud molekule.
Elu otsimine Marsil on muutunud kiireloomulisemaks osaliselt tänu sunnitele, mille on andnud kaks marsruuti, mis praegu tiirlevad Marsi pinnal, ja veel üks planeet tiirlev kosmoselaev. Viimastel kuudel on nad teinud mitmeid hämmastavaid avastusi, mis ahvatlevad teadlasi taas uskuma, et Marsil on elu - või tegid seda varem. Veebruaris Hollandis toimunud konverentsil küsitleti Marsi elu kohta Marsi ekspertide publikut. Umbes 75 protsenti teadlastest arvas, et elu on seal kunagi olemas olnud, ja neist 25 protsenti arvab, et Marsil on tänapäeval elu.
Primitiivsete üherakuliste organismide, nagu bakterid, fossiilsete jäänuste otsingud algasid 1953. aastal, kui Wisconsini ülikooli majandusgeoloog Stanley Tyler hämmingus umbes 2, 1 miljardit aastat vanade kivimite üle, mille ta oli Kanadas Ontario kogunud. . Tema klaasjad mustad kivimid, mida nimetatakse chertideks, olid laaditud kummaliste, mikroskoopiliste hõõgniitide ja õõneskuulidega. Koostöös Harvardi paleobotonisti Elso Barghoorniga tegi Tyler ettepaneku, et kujud oleksid tegelikult fossiilid, mille jätsid maha muistsed eluvormid, näiteks vetikad. Enne Tyleri ja Barghoorni loomingut oli leitud vähe fossiile, mis eelnesid Kambriumi perioodile, mis algas umbes 540 miljonit aastat tagasi. Nüüd väitsid kaks teadlast, et elu oli meie planeedi 4, 55 miljardi aasta vanuses ajaloos palju varem kohal. Kui palju kaugemale see läks, jäid hilisemad teadlased avastama.
Järgmistel aastakümnetel leidsid Aafrika paleontoloogid 3 miljardit aastat vanu fossiilseid jälgi mikroskoopilistest bakteritest, mis olid elanud tohututes mererahetes. Bakterid võivad moodustada ka nn biokile, kolooniaid, mis kasvavad õhukeste kihtidena, näiteks kivide ja ookeani põhja kohal, ning teadlased on leidnud kindlaid tõendeid 3, 2 miljardi aasta taguste biokilede kohta.
Kuid NASA pressikonverentsi ajal kuulus vanim fossiilnõue UCLA-le William Schopfile - mehele, kes rääkis samal konverentsil NASA leidude kohta skeptiliselt. 1960ndatel, 70ndatel ja 80ndatel oli Schopfist saanud varajase eluvormi juhtiv ekspert, kes avastas fossiile kogu maailmas, sealhulgas 3 miljardi aasta vanuseid kivistunud baktereid Lõuna-Aafrikas. Siis, 1987. aastal, teatasid ta ja mõned kolleegid, et nad leidsid 3, 446 miljardi aasta vanused mikroskoopilised fossiilid Lääne-Austraalia Warrawoona nimeliselt leiukohalt - need, mida ta NASA pressikonverentsil kuvaks. Fossiilide bakterid olid Schopfi sõnul niivõrd keerukad, et need viitavad sellele, et "sel ajal õitses elu õigesti ja seega pärines elu märgatavalt varem kui 3, 5 miljardit aastat tagasi".
Pärast seda on teadlased välja töötanud muid meetodeid varajase elu märkide avastamiseks Maal. Üks hõlmab süsiniku erinevate isotoopide või aatomvormide mõõtmist; isotoopide suhe näitab, et süsinik kuulus kunagi elusolendisse. 1996. aastal teatas teadlaste meeskond, et nad leidsid Gröönimaalt pärit kivimitest elu allkirja, ulatudes tagasi 3, 83 miljardit aastat.
Austraalia ja Gröönimaa elumärgid olid märkimisväärselt vanad, eriti kui arvestada, et tõenäoliselt ei oleks elu võinud Maal planeedi esimeste sadade miljonite aastate jooksul püsima jääda. Seda seetõttu, et asteroidid pommitasid seda, keetsid ookeane ja steriliseerisid tõenäoliselt planeedi pinna enne umbes 3, 8 miljardit aastat tagasi. Fossiilsed tõendid viitasid sellele, et elu tekkis peagi pärast meie maailma jahtumist. Nagu Schopf kirjutas oma raamatus "Cradle of Life", ütleb tema 1987. aasta avastus ", et varajane evolutsioon kulges väga kiiresti."
Elu kiire alustamine Maal võib tähendada, et elu võib kiiresti esile kerkida ka teistes maailmades - kas siis teiste tähtede ümber tiirlevad Maa-sarnased planeedid või võib-olla isegi meie Päikesesüsteemi muud planeedid või kuud. Neist on Mars juba ammu kõige lootustandvam.
Marsi pind ei tundu tänapäeval omamoodi eluviis. See on kuiv ja külm, ulatudes kuni -220 kraadi Fahrenheiti järgi. Selle õhuke atmosfäär ei saa blokeerida kosmosest tulevat ultraviolettkiirgust, mis hävitaks planeedi pinnal kõik teadaolevad elusolendid. Kuid Mars, mis on sama vana kui Maa, võis minevikus olla külalislahkem. Planeeti tähistavad kajakad ja kuivad järvepõhjad näitavad, et vesi voolas sinna kunagi. Astronoomide sõnul on ka põhjust arvata, et Marsi varases atmosfääris oli piisavalt rikkalikult soojust püüdvat süsinikdioksiidi, et tekitada pinda soojendav kasvuhooneefekt. Teisisõnu, varane Marss sarnanes palju varase Maaga. Kui Mars oleks olnud miljonid või isegi miljardeid aastaid soojad ja märjad, oleks võinud elul tekkida piisavalt aega. Kui Marsi pinnal ilmastikutingimused vastikuks osutusid, võis elu seal väljasureda. Kuid fossiilid võisid jääda maha. On isegi võimalik, et elu oleks võinud Marsi pinnast madalamal elada, mõeldes mõnede mikroobide peale Maal, mis jõuavad miili maa alla.
Kui Nasa Mckay esitas sel päeval 1996. aastal ajakirjandusele oma pilte Marsi fossiilidest, oli miljonist inimesest, kes neid televiisoris nägi, noor Briti keskkonna mikrobioloog Andrew Steele. Ta oli just teeninud doktorikraadi Portsmouthi ülikoolis, kus õppis tuumarajatiste bakteriaalseid biokilesid, mis suudavad absorbeerida saastunud terase radioaktiivsust. Mikroobide mikroskoopiliste kujutiste ekspert, Steele sai kataloogitoe vahendusel McKay telefoninumbri ja helistas talle. "Ma saan teile sellest parema pildi, " ütles ta ja veenis McKay teda meteoriiditükke saatma. Steele'i analüüsid olid nii head, et varsti töötas ta NASA heaks.
Iroonilisel kombel lõi tema töö NASA tõendusmaterjali alla: Steele avastas, et maised bakterid olid Marsi meteoriiti saastanud. Biokiled olid moodustunud ja levinud pragude kaudu selle sisemusse. Steele'i tulemused ei lükanud Marsi fossiile sugugi ümber - on võimalik, et meteoriit sisaldab nii Marsi fossiile kui ka Antarktika saasteaineid -, kuid ta ütleb: "Probleem on selles, kuidas te erinevust ütlete?" Samal ajal tõdesid teised teadlased kui välja arvata, et mitteelulised protsessid Marsil võisid tekitada ka gloobusid ja magnetiidikolbeid, mida NASA teadlased pidasid fossiilsete tõenditeks.
Kuid McKay toetab hüpoteesi, et tema mikrofossiilid on pärit Marsilt, öeldes, et see on "järjepidev kui pakend, millel on võimalik bioloogiline päritolu." Mis tahes alternatiivsel seletusel tuleb tema sõnul arvestada kõigi tõenditega, mitte ainult ühe tükiga korraga.
Vaidlus on tekitanud paljude teadlaste sügava küsimuse: mida on vaja miljardite aastate taguse elu olemasolu tõestamiseks? 2000. aastal laenas oksfordi paleontoloog Martin Brasier Warrawoona originaalseid fossiile Londoni NaturalHistory muuseumist ning tema ja Steele ning nende kolleegid on uurinud kivimite keemiat ja struktuuri. 2002. aastal jõudsid nad järeldusele, et fossiilide tõesus on võimatu öelda, allutades Schopfi loomingule samasuguse skeptilisuse, mida Schopf oli väljendanud Marsist pärit fossiilide kohta. "Iroonia ei olnud minu jaoks kadunud, " ütleb Steele.
Eelkõige pakkus Schopf välja, et tema fossiilid on fotosünteesivad bakterid, mis hõivavad madalas laguunis päikesevalgust. Kuid Brasier ja Steele ning kaastöötajad jõudsid järeldusele, et kivimid olid tekkinud kuumas vees, mis on laetud metallidega, võib-olla ookeani põhjas asuva ülekuumendatud õhuava ümber - vaevalt selline koht, kus päikest armastav mikroob võiks õitseda. Ja kivimi mikroskoopiline analüüs oli Steele sõnul mitmetähenduslik, kuna ta demonstreeris ühel päeval oma laboris, hüpates Warrawoona tšartrilt slaidi arvuti külge kinnitatud mikroskoobi all. “Mida me seal vaatame?” Küsib ta, valides juhuslikult oma ekraanilt viske. “Mõni iidne mustus, mis on kaljult kinni püütud? Kas me vaatame elu? Võib-olla, võib-olla. Näete, kui hõlpsalt saate ennast lollitada. Midagi ei saa öelda, et bakterid selles elada ei saaks, aga pole ka midagi öelda, et vaatate baktereid. ”
Schopf on Steele'i kriitikale reageerinud omaenda uute uurimistöödega. Proove täiendavalt analüüsides leidis ta, et need olid valmistatud süsiniku vormist, mida tuntakse kerogeenina ja mida võib oodata bakterijääkides. Oma kriitikutest ütleb Schopf: "nad sooviksid arutelu elus hoida, kuid tõendusmaterjal on tohutu."
Lahkarvamused on tüüpilised kiiresti liikuvale väljale. George Washingtoni ülikooli geoloog Christopher Fedo ja Rootsi loodusmuuseumi geokronoloog Martin Whitehouse on vaidlustanud Gröönimaalt pärit 3, 83 miljardi aasta vanuse kerge süsiniku molekulaarse jälje, öeldes, et kivim oli moodustunud vulkaanilisest laavast, mis on mikroobide jaoks liiga kuum. vastu pidama. Ka teisi hiljutisi nõudeid rünnatakse. Ayear tagasi tegi teadlaste meeskond pealkirju oma ettekandega pisikestest tunnelitest 3, 5 miljardi aasta vanuses Aafrika kaljus. Teadlased väitsid, et tunnelid tegid muistsed bakterid kivimi moodustumise ajal. Kuid Steele juhib tähelepanu sellele, et bakterid võisid kaevata need tunnelid miljardeid aastaid hiljem. "Kui te dateeriksite Londoni metroo selliselt, " ütleb Steele, "võiksite öelda, et see oli 50 miljonit aastat vana, sest nii vanad kivid selle ümber on."
Sellised arutelud võivad tunduda ebamäärased, kuid enamik teadlasi näeb neid hea meelega. "See aitab paljudel inimestel varrukad lahti keerata ja rohkem asju otsida, " ütleb MITi geoloog John Grotzinger. Kindel on see, et arutelud on seotud fossiilsete andmete peensusteni, mitte mikroobide olemasolu kohta juba ammu. Isegi Steele-sugune skeptik on üsna kindel, et mikroobide biokiled elasid 3, 2 miljardit aastat tagasi. "Te ei saa neist puudust tunda, " räägib Steele nende eripärastest veebimõtetest, mis on mikroskoobi all nähtavad. Ja isegi mitte kriitikud pole vaidlustanud Kopenhaageni ülikooli geoloogiamuuseumi Minik Rosingu viimast, kes on leidnud süsiniku isotoobi eluallkirja Gröönimaalt pärit 3, 7 miljardi aasta vanuse kivimi proovis - vanimaid vaieldamatuid tõendeid elu kohta Maal .
Nendes aruteludes pole kaalul mitte ainult elu varase arengu ajastus, vaid ka valitud tee. Näiteks möödunud aasta septembris teatasid Michael Tice ja Donald Lowe Stanfordi ülikoolist Lõuna-Aafrika kivimites säilinud 3, 416 miljardi aasta vanuste mikroobide mattide kohta. Nende sõnul viisid mikroobid läbi fotosünteesi, kuid ei tootnud protsessis hapnikku. Tänapäeval teevad seda väikest arvu bakteriliigid - anoksügeenset fotosünteesi - ja Tice ja Lowe viitavad sellele, et sellised mikroobid, mitte Schopfi ja teiste uuritud tavapärased fotosünteesi tekitavad mikroobid, õitsesid elu varases evolutsioonis. Elu esimeste peatükkide väljamõtlemisel räägivad teadlased mitte ainult palju meie planeedi ajaloost. See juhendab ka neid, kes otsivad elumärke mujal universumis - alustades Marsist.
Jaanuaris 2004 hakkas NASA mööda Marsi maastikku liikuma Spirit and Opportunity. Mõne nädala jooksul oli Opportunity leidnud parimaid tõendeid selle kohta, et vesi voolas kunagi planeedi pinnale. Meridiani planumi nimeliselt tasandikult proovitud kivimi keemia näitas, et see oli moodustunud miljardeid aastaid tagasi madalas, kaua kadunud meres. Rover-missiooni üks olulisemaid tulemusi, ütles Rover-teaduse meeskonna liige Grotzinger, oli roboti tähelepanek, et Meridiani Planumil olevad kivid ei tundu olevat purustatud ega keedetud sel määral, et Maa sama kivid vanus on olnud - nende kristallstruktuur ja kiht jäävad puutumatuks. Paleontoloog ei saanud küsida paremat kohta fossiili säilitamiseks miljardite aastate jooksul.
Möödunud aasta on toonud kaasa pööraseid teateid. Orbiidil olev sond ja maapealsed teleskoobid tuvastasid Maani atmosfääris metaani. Maal toodavad mikroobid suures koguses metaani, ehkki seda võib toota ka vulkaanilise aktiivsuse või keemiliste reaktsioonide kaudu planeedi koorikus. Veebruaris edastati meedia vahendusel teateid NASA uuringust, milles väidetavalt järeldati, et Marsi metaani võisid toota maa-alused mikroobid. NASA peakontor asus kiiresti sisse - tundes võib-olla muret Marsi meteoriiti ümbritseva meediakolmuse pärast - ja teatas, et sellel pole otseseid andmeid, mis kinnitaksid elu Marsil.
Kuid vaid mõni päev hiljem teatasid Euroopa teadlased, et nad on Marsi atmosfääris avastanud formaldehüüdi, mis on veel üks ühend, mida Maal tekitavad elusad asjad. Vahetult pärast seda avaldasid Euroopa Kosmoseagentuuri teadlased pilte Elysium Plainsist, Marsi ekvaatori äärsest piirkonnast. Nende väitel näitab maastiku tekstuur, et see piirkond oli vaid mõni miljon aastat tagasi - mitte kuigi kaua - geoloogilises ajas külmunud ookean. Külmunud meri võib olla veel tänapäevalgi, maetud vulkaanitolmu kihi alla. Ehkki vett on Marsi pinnalt veel leitud, väidavad mõned Marsi kajakaid uurivad teadlased, et need omadused võisid tekitada maa-alused põhjaveekihid, viidates sellele, et vesi ja vett vajavad eluvormid võiksid peituda pinna all.
Andrew Steele on üks teadlastest, kes kavandab järgmise põlvkonna seadmeid, et proovida elu Marsil. Üks tööriist, mille ta kavatseb Marsile eksportida, on nimega mikrotasand, klaasklaas, mille külge kinnituvad erinevad antikehad. Iga antikeha tunneb ära ja lukustub kindla molekuli külge ning konkreetse antikeha iga punkt on kinnitatud, et leida oma molekulaarne partner. Steele'il on esialgseid tõendeid selle kohta, et mikrokiibi abil on võimalik ära tunda fossiilseid humaane - bakteri rakuseintes leiduvaid molekule 25 miljoni aasta vanuse biokile jäänukites.
Sel möödunud septembril sõitis Steele ja ta kolleegid karmile Arktika saarele Svalbardisse, kus nad katsid tööriista piirkonna ekstreemses keskkonnas, et kasutada seda Marsil. Kuna relvastatud Norra valvurid jälgisid jääkarusid, veetsid teadlased tundide kaupa istudes jahedatel kividel, analüüsides kivikilde. Reis oli edukas: mikrokiibi antikehad leidsid kiviproovides vastupidavate bakterite valmistatud valke ja teadlased vältisid karude toiduks saamist.
Steele töötab ka seadme nimega MASSE (Modular Assays for Solar System Exploration), mis on esialgselt ette nähtud lendamiseks Euroopa Kosmoseagentuuri 2011. aasta ekspeditsioonil Marsile. Ta näeb ette, kuidas rover purustas kivimid pulbriks, mille saab asetada MASSE-sse, mis analüüsib molekule mikrokiibiga, otsides bioloogilisi molekule.
Varem, 2009. aastal, käivitab NASA Marsi teaduslabori Roveri. See on ette nähtud kivimite pinna kontrollimiseks, kas biokiledest on jäänud omapäraseid tekstuure. Marsi labor võib otsida ka aminohappeid, valkude ehitusplokke või muid orgaanilisi ühendeid. Selliste ühendite leidmine ei tõestaks elu olemasolu Marsil, kuid see tugevdaks selle põhjust ja õhutaks NASA teadlasi lähemalt uurima.
Kuna Marsi analüüsid on keerulised, muudab need saastumise ohu tõttu veelgi keerukamaks. Marssi on külastanud üheksa kosmoselaeva alates 1971. aastal planeedile kukkunud Nõukogude sondist Mars 2 kuni NASA Opportunity ja Spiritini. Igaüks neist võis kaasa vedada autosõidul liikuvaid Maa mikroobisid. “Võib juhtuda, et nad põrkasid maale ja meeldisid seal ning siis võib tuul neid kõikjale puhuda, ” ütleb Saksamaa Kieli ülikooli geoloog Jan Toporski. Ja seesama planeetidevaheline põrkerauaautode mäng, mis haavas tükikese Marsi Maale, võis Marsi peal tükid Maad duši alla tõmmata. Kui üks neist maapealsetest kivimitest oleks mikroobidega saastunud, oleks organismid vähemalt Marsil püsinud - vähemalt mõnda aega - ja jätnud jäljed sinna geoloogiasse. Siiski on teadlased kindlad, et suudavad välja töötada tööriistu imporditud Maa mikroobide ja Marsi mikroobide eristamiseks.
Marsil elumärkide leidmine pole kaugeltki ainus eesmärk. "Kui leiate elamiskõlbliku keskkonna ja te ei leia seda asustatud, siis see ütleb teile midagi, " ütleb Steele. “Kui elu pole, siis miks pole elu? Vastus toob kaasa rohkem küsimusi. ”Esimene oleks see, mis teeb elu rikkaliku Maa nii eriliseks. Lõppkokkuvõttes võib Marsil ürgse elu avastamiseks tehtud pingutus osutuda suurimaks väärtuseks just siin kodus.
