Een nieuwe studie suggereert dat het vroege leven op Mars het vroege leven op Mars heeft weggevaagd: ScienceAlert

Het leven heeft zichzelf misschien vroeg gedood Mars. Dit is niet zo gek als het klinkt; Dit is een beetje wat er op aarde is gebeurd.

Maar het leven op aarde evolueerde en bleef bestaan, terwijl dat op Mars niet het geval was.

Er zijn aanwijzingen dat Mars warm en vochtig was en een atmosfeer had. in het oude Noachische periode, tussen 3,7 miljard en 4,1 miljard jaar geleden, had Mars ook oppervlaktewater. Als dat waar is, kan Mars bewoonbaar zijn geweest (hoewel dit niet noodzakelijkerwijs betekent dat het bewoond was).

Een nieuwe studie toont aan dat het vroege Mars mogelijk gastvrij was voor een soort organisme dat gedijt in de barre omgevingen hier op aarde. methanogenen Ze leven op plaatsen zoals hydrothermale bronnen op de oceaanbodem, waar ze chemische energie uit hun omgeving omzetten en methaan als afvalproduct vrijgeven. De studie toont aan dat methanogenen mogelijk ondergronds op Mars hebben gedijen.

de studie “Vroege bewoonbaarheid van Mars en wereldwijde afkoeling door op H2 gebaseerde methanogenen.Geplaatst in natuurlijke astronomieDe senior auteurs zijn Regis Ferrier en Boris Souteri. Ferrier is een professor in de afdeling Ecologie en Evolutionaire Biologie aan de Universiteit van Arizona, en Sottery is een voormalig postdoctoraal fellow in de groep van Ferrier en werkt nu aan de Sorbonne.

“Onze studie toont aan dat het zeer waarschijnlijk is dat de vroege ondergrondse Mars bewoonbaar was voor methaangenererende microben.” Hij zei in een persbericht:. De auteurs zijn echter duidelijk dat ze niet zeggen dat er zeker leven op deze planeet bestaat.

De krant zegt dat microben zouden hebben gedijen in de glanzende, poreuze rotsen die hen beschermen tegen ultraviolette en kosmische straling. De ondergrondse omgeving zou ook voor een diffuse atmosfeer en een gematigde temperatuur hebben gezorgd, waardoor de methanogenen konden blijven bestaan.

De onderzoekers concentreerden zich op waterstofmethanogenen, die H₂ en delen₂ en de productie van methaan als afvalstof. Dit type methaanproductie was een van de eerste metabolieten die zich op aarde ontwikkelde. Echter, “… hun levensvatbaarheid voor groei op het vroege Mars is nooit gekwantificeerd”, aldus de onderzoekspaper Zegt.

Tot nu.

Er is een cruciaal verschil tussen de oude planeet Mars en de aarde met betrekking tot dit onderzoek. Op aarde is de meeste waterstof gebonden in watermoleculen, en heel weinig ervan staat op zichzelf. Maar op Mars zijn ze overvloedig aanwezig in de atmosfeer van de planeet.

Deze waterstof zou de energiebron kunnen zijn voor vroege methanogenen die nodig zijn om te gedijen. Diezelfde waterstof zou hebben bijgedragen aan het vasthouden van warmte in de atmosfeer van Mars, waardoor de planeet bewoonbaar zou zijn.

“We denken dat Mars op dat moment waarschijnlijk een beetje koeler was dan de aarde, maar niet zo koud als nu, met gemiddelde temperaturen die waarschijnlijk boven het vriespunt van water zweven”, zegt Ferrier. Hij zei.

“Terwijl het huidige Mars wordt beschreven als een ijsblokje bedekt met stof, stellen we ons het vroege Mars voor als een rotsachtige planeet met een poreuze korst, gedrenkt in vloeibaar water dat waarschijnlijk meren, rivieren en misschien zelfs zeeën of oceanen zou zijn geweest.”

Op aarde is water ofwel zout water ofwel zoet water. Maar op Mars was dit onderscheid misschien niet nodig. In plaats daarvan was al het water zout, volgens spectroscopische metingen van de oppervlakterotsen van Mars.

Het onderzoeksteam gebruikte modellen uit het klimaat, de korst en de atmosfeer van Mars om methanogenen op het oude Mars te beoordelen. Ze gebruikten ook een ecologische modelgemeenschap van aardachtige microben die waterstof en koolstof metaboliseren.

Door met deze ecosysteemmodellen te werken, konden de onderzoekers voorspellen of groepen methanogenen zouden kunnen overleven. Maar ze gingen verder dan dat. Ze waren in staat om de impact van deze populaties op hun omgeving te voorspellen.

“Toen ons model eenmaal was geproduceerd, hebben we het in de korst van Mars uitgevoerd – figuurlijk gesproken,” Hij zei De eerste auteur van het artikel, Boris Souteri.

“Hierdoor konden we de aannemelijkheid van de ondergrondse Mars-biosfeer beoordelen. En als zo’n biosfeer bestond, hoe zou deze dan de chemie van de Mars-korst hebben gewijzigd en hoe deze processen in de korst de chemische samenstelling van de atmosfeer zouden beïnvloeden.”

“Ons doel was om de korst van Mars te modelleren met zijn mengsel van gesteente en zout water, gassen uit de atmosfeer naar de aarde te laten diffunderen en te kijken of de methanogenen daarmee kunnen leven,” Hij zei veerboot. “En het antwoord is in het algemeen ja, deze microben hadden de kost kunnen verdienen in de aardkorst.”

De vraag werd: hoe ver moet je gaan om het te vinden? Het is een kwestie van evenwicht, vinden de onderzoekers.

Terwijl de atmosfeer overvloedige hoeveelheden waterstof en koolstof bevatte die levende organismen voor energie konden gebruiken, was het oppervlak van Mars nog steeds koud. Het is niet zo bevroren als het nu is, maar het is veel koeler dan de moderne aarde.

Micro-organismen zouden baat hebben gehad bij hogere temperaturen onder de grond, maar hoe dieper je gaat, hoe minder waterstof en koolstof er beschikbaar zijn.

“Het probleem is dat het zelfs in de begindagen van Mars erg koud was op het oppervlak, dus microben moesten dieper de korst in om geschikte temperaturen voor bewoning te vinden,” zei Souteri. Hij zei.

“De vraag is hoe diep de biologie het juiste compromis moet bereiken tussen temperatuur en de beschikbaarheid van moleculen uit de atmosfeer die ze nodig hebben om te groeien? We ontdekten dat de microbiële gemeenschappen in onze modellen het gelukkigst zouden zijn geweest in de bovenste paar honderd meter .”

Ze zouden lang in de bovenste korst blijven. Maar als microbiële gemeenschappen volharden, waterstof en koolstof opnemen en methaan vrijgeven, zullen ze het milieu veranderen.

Het team heeft alle bovenstaande en ondergrondse processen gemodelleerd en hoe deze elkaar kunnen beïnvloeden. Ze voorspelden de resulterende klimaatreacties en hoe ze de atmosfeer van Mars zouden veranderen.

Na verloop van tijd, zegt het team, begonnen de methanogenen een mondiaal klimaat af te koelen omdat ze de chemische samenstelling van de atmosfeer veranderden. Het zoute water in de korst zou tot steeds grotere diepten kunnen zijn bevroren toen de planeet afkoelde.

Deze afkoeling zou het oppervlak van Mars uiteindelijk onbewoonbaar hebben gemaakt. Toen de planeet afkoelde, werden de levende wezens verder onder de grond geduwd, weg van de kou.

Maar de porositeit in de regoliet zou verstopt raken met ijs, waardoor de atmosfeer die diepten niet zou bereiken en de energiemethanogenen zouden uithongeren.

“Volgens onze resultaten is de atmosfeer van Mars zeer snel volledig veranderd door biologische activiteit, binnen enkele tien- of honderdduizenden jaren,” Souteri. Hij zei. “Door waterstof uit de atmosfeer te verwijderen, hebben de microben het klimaat op de planeet drastisch afgekoeld.”

Resultaten? uitsterven.

“Het probleem dat deze microben toen zouden hebben, was dat de atmosfeer van Mars in wezen was verdwenen en volledig zwak was geworden, dus hun energiebron zou zijn verdwenen en ze moesten een alternatieve energiebron vinden”, aldus Souteri. Hij zei.

“Bovendien zou de temperatuur dramatisch zijn gedaald en hadden ze dieper de aardkorst in moeten gaan. Op dit moment is het erg moeilijk om te zeggen hoe lang Mars bewoonbaar had kunnen blijven.”

Onderzoekers hebben ook plaatsen op Mars geïdentificeerd waar toekomstige missies de beste kans hebben om bewijs te vinden van oud leven op de planeet.

“Collecties dicht bij het oppervlak zouden het meest productief zijn geweest, waardoor het potentieel voor biomarkers in detecteerbare hoeveelheden zou worden gemaximaliseerd”, aldus de auteurs. schrijven op hun papier. “De eerste paar meter van de korst van Mars zijn ook het gemakkelijkst te bereiken voor verkenning vanwege de technologie waarmee Mars-ruimtevaartuigen momenteel zijn begonnen.”

Volgens de onderzoekers is Hellas Planitia de beste plek om naar bewijs van dit vroege leven onder de grond te zoeken, omdat het ijsvrij bleef. Helaas is dit gebied de thuisbasis van sterke stofstormen en is het ongeschikt voor verkenning van rovers. Volgens de auteurs, als menselijke ontdekkingsreizigers Mars bezoeken, is Hellas Planitia een ideale verkenningssite.

Het leven op de oude planeet Mars is niet langer een revolutionair idee en is dat al heel lang niet meer. Dus misschien wel het meest interessante deel van dit onderzoek is hoe het vroege leven zijn omgeving veranderde. Het gebeurde op aarde en leidde tot de evolutie van meer complex leven Het grote zuurstofevenement (GOE.)

Eenvoudige levensvormen bewoonden ook de vroege aarde. Maar het land was anders. Organismen hebben een nieuw pad ontwikkeld om energie te benutten. Er was geen zuurstof in de vroege atmosfeer van de aarde, en de eerste bewoners van de aarde gedijden in zijn afwezigheid. Toen kwam het cyanobacteriëndie fotosynthese gebruikt voor energie en zuurstof produceert als bijproduct.

Cyanobacteriën hielden van zuurstof, en de eerste bewoners van de aarde niet. Cyanobacteriën groeiden in matten die een gebied van zuurstofrijk water om zich heen creëerden waar ze gedijden.

Uiteindelijk voorzagen de cyanobacteriën de oceanen en de atmosfeer van zuurstof, zodat de aarde giftig werd voor ander leven. Methanogenen en ander vroeg leven op aarde konden geen zuurstof aan.

Wetenschappers noemen de dood van al die primitieve wezens niet uitsterven, maar het woord komt dichterbij. Sommige oude microben of hun nakomelingen leven op de moderne aarde, gedreven in zuurstofarme omgevingen.

Maar dat was het land. Op Mars is er geen evolutionaire sprong in fotosynthese of iets anders geweest dat heeft geleid tot een nieuwe manier om energie te krijgen. Uiteindelijk koelde Mars af, bevroor en verloor zijn atmosfeer. Is Mars nu dood?

Het leven op Mars heeft mogelijk een toevluchtsoord gevonden op geïsoleerde plaatsen in de aardkorst.

a Studie 2021 Modellering werd gebruikt om aan te tonen dat er mogelijk een bron van waterstof in de korst van Mars is, een bron die zichzelf voedt. De studie toonde aan dat radioactieve elementen in de korst watermoleculen kunnen afbreken door radioactieve ontbinding, waardoor waterstof beschikbaar komt voor methaantriggers. Door radioactief verval zijn geïsoleerde gemeenschappen van bacteriën in de met water gevulde spleten en poriën van de aardkorst miljoenen, misschien zelfs miljarden jaren blijven bestaan.

en de Deep Carbon Observatorium Het ontdekte dat het leven begraven in de aardkorst tot 400 keer de massa koolstof bevat van alle mensen. Het Bureau voor Coördinatie ontdekte ook dat de biosfeer diep onder het oppervlak ongeveer twee keer zo groot is als de oceanen van de wereld.

Zou er nog leven kunnen zijn in de korst van Mars dat zich voedt met waterstof van radioactief verval? Er is verbijsterend Methaandetectie Sfeer die onverklaard blijft.

Veel wetenschappers geloven dat de ondergrond van Mars de meest waarschijnlijke plaats in het zonnestelsel is om leven te herbergen, naast de aarde natuurlijk. (Sorry, Yoruba.) Misschien is dat zo, en misschien zullen we het ooit vinden.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd door het universum vandaag. Lees de origineel artikel.