Naukowcy uważają, że woda roztopiona pod marsjańskim lodem może sprzyjać życiu drobnoustrojów.
NASANowe badania pokazują, że marsjański lód może zawierać podtrzymujące życie zbiorniki roztopowej wody. Badanie wyjaśnia, w jaki sposób światło słoneczne może przenikać przez zapylony lód Marstworząc warunki dla fotosyntezapodobne do ziemskich dziur kriokonitowych. Te kieszenie wody roztopowej mogą istnieć w tropikach planety, oferując potencjalne miejsca do eksploracji.
Potencjalne życie pod marsjańskim lodem
Chociaż nie odkryto żadnych bezpośrednich dowodów na istnienie życia na Marsie, nowe badanie NASA sugeruje, że drobnoustroje mogą potencjalnie przetrwać pod zamarzniętą powierzchnią planety.
Korzystając z modeli komputerowych, naukowcy wykazali, że przez lód wodny na Marsie może przeniknąć wystarczająca ilość światła słonecznego, aby umożliwić fotosyntezę w płytkich zbiornikach wody roztopowej tuż pod lodem. Wiadomo, że na Ziemi podobne zbiorniki wody roztopionej w lodzie podtrzymują życie, w którym żyją organizmy takie jak algi, grzyby i mikroskopijne sinice, a wszystkie one czerpią energię z fotosyntezy.
„Jeśli dzisiaj próbujemy znaleźć życie gdziekolwiek we wszechświecie, marsjański lód jest prawdopodobnie jednym z najłatwiej dostępnych miejsc, których powinniśmy szukać” – powiedziała główna autorka artykułu, Aditya Khuller z Jet Propulsion Laboratory NASA (JPL) w południowej Kalifornii.
Topnienie lodu spowodowane pyłem
Na Marsie znajdują się dwa rodzaje lodu: zamarznięta woda i zamarznięty dwutlenek węgla. W swoim artykule opublikowanym w Komunikacja przyrodnicza Ziemia i środowiskoKhuller i współpracownicy obserwowali lód wodny, którego duże ilości utworzyły się ze śniegu zmieszanego z pyłem opadającym na powierzchnię podczas serii epok lodowcowych na Marsie w ciągu ostatniego miliona lat. Od tego czasu ten starożytny śnieg zastygł w lód, wciąż usiany drobinkami kurzu.
Chociaż cząstki pyłu mogą przesłaniać światło w głębszych warstwach lodu, są kluczem do wyjaśnienia, w jaki sposób podpowierzchniowe kałuże wody mogą tworzyć się w lodzie pod wpływem słońca: ciemny pył pochłania więcej światła słonecznego niż otaczający lód, potencjalnie powodując nagrzewanie się lodu i topnieją kilka stóp pod powierzchnią.
Naukowcy zajmujący się Marsem są podzieleni co do tego, czy lód rzeczywiście może się stopić pod wpływem powierzchni Marsa. Dzieje się tak z powodu cienkiej, suchej atmosfery planety, w której uważa się, że lód wodny sublimuje – zamienia się bezpośrednio w gaz – tak jak suchy lód na Ziemi. Jednak efekty atmosferyczne utrudniające topnienie na powierzchni Marsa nie miałyby zastosowania pod powierzchnią zakurzonej pokrywy śnieżnej lub lodowca.
Otwory kriokonitowe: ziemski ekosystem lodowy
Na Ziemi pył w lodzie może tworzyć tak zwane dziury kriokonitowe — małe wnęki powstające w lodzie, gdy lądują tam cząstki pyłu nawiewanego przez wiatr (zwanego kriokonitem), pochłaniają światło słoneczne i każdego lata wtapiają się głębiej w lód. W końcu, gdy cząstki pyłu będą oddalać się od promieni słonecznych, przestaną tonąć, ale nadal wytwarzają wystarczająco dużo ciepła, aby utworzyć wokół nich kieszeń stopionej wody. Kieszenie mogą odżywiać kwitnący ekosystem dla prostych form życia.
„To powszechne zjawisko na Ziemi” – powiedział współautor Phil Christensen z Arizona State University w Tempe, odnosząc się do topnienia lodu od wewnątrz. „Gęsty śnieg i lód mogą topnieć od środka, wpuszczając światło słoneczne, które ogrzewa je niczym szklarnia, zamiast topić się od góry do dołu”.
Christensen od dziesięcioleci bada lód na Marsie. Prowadzi prace nad kamerą termoczułą tzw TEMIDA (System obrazowania emisji termicznej) na pokładzie NASA Orbiter Odysei Marsjańskiej 2001. W poprzednich badaniach Christensen i Gary Clow z Uniwersytetu Kolorado w Boulder wykorzystali modelowanie, aby zademonstrować, w jaki sposób woda w stanie ciekłym może tworzyć się w zapylonej pokrywie śnieżnej na Czerwonej Planecie. Ta praca z kolei dała podstawę do nowego artykułu skupiającego się na możliwości fotosyntezy na Marsie.
W 2021 roku Christensen i Khuller byli współautorami artykułu na temat odkrycia zapylonego lodu wodnego odsłoniętego w wąwozach na Marsie, w którym zaproponowali, że wiele marsjańskich wąwozów powstaje w wyniku erozji spowodowanej topnieniem lodu w celu utworzenia wody w stanie ciekłym.
Fotosynteza na Marsie: możliwość
Z nowego artykułu wynika, że zapylony lód przepuszcza wystarczającą ilość światła, aby fotosynteza mogła zachodzić nawet na głębokości 3 metrów pod powierzchnią. W tym scenariuszu górne warstwy lodu zapobiegają parowaniu płytkich podpowierzchniowych zbiorników wodnych, zapewniając jednocześnie ochronę przed szkodliwym promieniowaniem. To ważne, ponieważ w przeciwieństwie do Ziemi Mars nie posiada ochronnego pola magnetycznego, które chroniłoby go zarówno przed Słońcem, jak i cząsteczkami radioaktywnego promieniowania kosmicznego krążącymi po przestrzeni kosmicznej.
Autorzy badania twierdzą, że lód wodny, który najprawdopodobniej utworzyłby baseny podpowierzchniowe, występowałby w tropikach Marsa, pomiędzy 30 a 60 stopniami szerokości geograficznej, zarówno na półkuli północnej, jak i południowej.
Khuller ma następnie nadzieję odtworzyć w laboratorium część pyłowego lodu Marsa i zbadać go z bliska. W międzyczasie on i inni naukowcy zaczynają wyznaczać najbardziej prawdopodobne miejsca na Marsie w poszukiwaniu płytkiej wody roztopowej — lokalizacje, które mogłyby w przyszłości stać się celami naukowymi ewentualnych misji załogowych i robotycznych.
Więcej informacji na temat tych badań można znaleźć w artykule Lodowe średnie szerokości geograficzne Marsa mogą kryć ukryte życie.
Odniesienie: „Potencjał fotosyntezy na Marsie w śniegu i lodzie”, Aditya R. Khuller, Stephen G. Warren, Philip R. Christensen i Gary D. Clow, 17 października 2024 r., Komunikacja Ziemia i środowisko.
DOI: 10.1038/s43247-024-01730-y
