Kunna að hafa grandað sjálfum sér með lofts­lags­breytingum á Mars

Fátt gefur til kynna að líf gæti þrifist á Mars eins og við þekkjum reikistjörnuna. Meðalhitinn þar er í kringum mínus sextíu gráður og víðáttumiklir sandstormar sem geta þakið heilu heimshvelin geisa reglulega. Lofthjúpurinn er næfurþunnur og er að mestu leyti úr koltvísýringi.

Í fyrndinni telja vísindamenn þó að aðstæður hafi verið allt aðrar og mögulega lífvænlegri. Meðalhitinn kann að hafa verið á milli tíu og tuttugu gráður. Alls kyns merki eru á yfirborði reikistjörnunnar um að þar hafi verið að finna vötn, ár og mögulega úthöf fljótandi vatns.

Við þessar aðstæður fyrir um 3,7 milljörðum ára gætu einfaldar örverur sem nærast á vetni og mynda gróðurhúsalofttegundina metan hafa þrifist. Það er um sama leyti og líf kviknaði á jörðinni. Hér breyttu fyrstu örverurnar samsetningu lofthjúpsins og gerðu aðstæður vænlegri fyrir flóknari lífverur. Rannsókn hóps franskra vísindamanna sem birtist í vísindaritinu Nature Astronomy á mánudag bendir til þess að á Mars hafi örverur steypt sjálfum sér í glötun.

Skipti öflugri gróðurhúsalofttegund út fyrir vægari

Vísindamennirnir notuðu loftslagslíkön til þess að skoða hvaða áhrif metanmyndandi örverur hefðu haft á andrúmsloft og jarðskorpu Mars fortíðarinnar. Gengu þeir út frá að lífverurnar líktust örverum sem nærast á vetni á jörðinni.

Niðurstaðan var að metanið sem olli hlýnun á jörðinni hafi haft þveröfug áhrif á loftslag Mars. Örverurnar hafi þannig þurft að flýja kuldann á yfirborðinu æ dýpra ofan í jarðveg Mars til þess að lifa af.

Ólík örlög lofthjúpsins á jörðinni annars vegar og Mars hins vegar má rekja til efnasamsetningar þeirra og fjarlægðar reikistjarnanna frá sólu. Á Mars var lofthjúpurinn fyrst og fremst úr koltvísýringi og vetni sem eru bæði öflugar gróðurhúsalofttegundir. Mars er að meðaltali um sjötíu milljón kílómetrum fjær sólinni en jörðin og þurfti því enn meira á gróðurhúsalofttegundunum til að skapa lífvænlegar aðstæður en jörðin.

Þegar örverurnar byrjuðu að gleypa í sig vetni og mynda metan í staðinn veiktu þær gróðurhúsaáhrifin þar sem metan hefur ekki eins mikinn hlýnunarmátt og vetni þegar það víxlverkar við koltvísýring. Þetta ferli átti sér ekki stað á jörðinni því koltvísýringur var aðeins snefilefni í lofthjúpnum hér.

„Örverurnar skiptu þannig í raun út öflugri gróðurhúsalofttegund, vetni, fyrir veikari gróðurhúsalofttegund, metan, sem hefði haft kólnunaráhrif,“ segir Boris Sauterey, stjörnulíffræðingur við IBESN-líffræðistofnunina í París, sem stýrði rannsókninni við vefsíðuna Space.com.

Vilja vita hvort örverur gætu hafa lifað af

Fljótandi vatnið á Mars fraus og yfirborðshitinn féll um tugi gráða, langt niður fyrir frostmark með loftslagsbreytingunum. Örverurnar hörfuðu þá dýpra og dýpra ofan í jarðveginn þar sem var hlýrra samkvæmt tilgátu vísindamannanna. Innan nokkur hundruð milljón ára hafi þær líklega þurft að leita allt niður á kílómetra dýpi á jarðskorpuna.

Vélmennaleiðangrar manna til Mars undanfarinna ára og áratuga hafa meðal annars beinst að því að finna merki um fljótandi vatn og jafnvel örverulíf. Sauterey og félagar telja þrjá staði líklegasta þar sem lífverur hefðu mögulega getað komist af tiltölulega nærri yfirborðinu: í Jezero-gígnum sem könnunarjeppinn Perseverance rannsakar nú, á Hellas-sléttunni um mitt suðurhvelið og Isidis-sléttunni rétt norðan við miðbaug.

Töluvert þarf til þess að örverurnar hefðu lifað af allt fram á þennan dag. Lofthjúpur Mars er að mestu leyti horfinn út í geim og örverurnar hefði því annað hvort þurft að finna sér annan orkugjafa en vetni eða reiða sig á einhvers konar jarðvirkni sem gæfi frá sér koltvísýring og vetni.

„Okkur langar til þess að komast að því og reyna að finna mögulegar vinjar lífvænleika í jarðskorpu Mars,“ segir Sauterey.

Metan hefur greinst í litlu magni í lofthjúpi Mars en engin leið er að segja til um hvort að það eigi sér líffræðilega uppsprettu.