Mikroorganizmy produkujące metan w symulowanym środowisku Marsa

Eksperyment

Eksperyment w M.W. Keck Labroatory. Na zdjęciu badaczki R. Mickol i N. Sinha. źródło: Uniwersytet w Arkansas

Mikroby należące do najprostszych żywych organizmów obecnych na Ziemi prawdopodobnie dobrze dostosowałyby się do bardzo rzadkiej atmosfery Czerwonej Planety. Do takich wniosków doszli badacze z uniwersytetu w Arkansas.

Powierzchnia Marsa jest zimna i sucha, ale wiele obserwacji dowodzi, że miliardy lat temu świat ten pokrywały rzeki, jeziora i oceany. Wychodząc z założenia, że życie rozwija się obok wody badacze zasugerowali, że w odległej przeszłości rozwinęło się ono na Marsie i ewentualnie przetrwało do dzisiaj, skryte głęboko pod powierzchnią planety.

Mikroorganizmy znajdujemy w każdym środowisku obecnym na Ziemi przekonuje Rebecca Mickol, kierująca badaniem. Uważamy, że podobne proste formy życia istnieją na najbliższych planetach i księżycachSprawozdanie z “Low pressure tolerance by methanogens in an aqueous environment: Implications for subsurface life on Mars” opublikowano w tym roku na łamach Origins of Life and Evolution of Biospheres, specjalistycznym piśmie poświęconym astrobioogii (wydawane od roku 1968!).

Screen Shot 2017-05-02 at 09.14.20 1

Metanogeny zamknięte w szklanych fiołkach razem ze symulowanym marsjańskim gruntem i pożywką gotowe do zamknięcia w komorze próżniowej. żródło: R. Mickol

Badacze założyli, że wykryty w atmosferze Marsa metan jest pochodzenia biologicznego i skupili się na obserwacji mikrobów produkujących ten gaz w symulowanych ekstremalnych warunkach Czerwonej Planety.

Bakterie, w badaniu określone mianem metanogenów, występują w wielu miejscach na Ziemi i należą do najprostszych form życia. Nie potrzebują tlenu (są to organizmy anareobowe) a ich metabolizm zasilany jest energią wiązań chemicznych związków wodoru. Metanogeny nie potrafią przeprowadzać fotosyntezy chociaż podobnie jak u roślin podstawowy składnik chemii życia czerpią z dwutlenku węgla.

Taki bagaż ewolucyjnego przystosowania do życia ma szansę sprawdzić się w niegościnnym środowisku Marsa. Ukryte przed szkodliwym promieniowaniem UV metanogeny mogły przetrwać pod powierzchnią Marsa miliardy lat. Amerykanki skupiły swoje wysiłki na sprawdzeniu tej teorii.

Przez blisko rok w kontrolowanym środowisku obserwowno 4 gatunki produkujących metan bakterii Methanothermobacter wolfeii, Methanosarcina barkeri, Methanobacterium formicicum i Methanococcus maripaludis. Badacze symulowali dynamikę cieczy i gazów w szklanych fiołkach poddanych bardzo niskim ciśnieniom, nawet 6 tysięcy razy niższym od ciśnienia ziemskiej atmosfery. Mikroorganizmy wydawały się nie zwracać uwagi na bardzo rzadkie powietrze. Badanie dowodzi, że niskie ciśnienie w zasadzie nie ma wpływu na przetrwanie mikroorganizmów – podsumowała Mickol.

W następnym etapie badania temperatura otoczenia zostanie obniżona do -100 st C. Takie warunki jeszcze bardziej zbliżą eksperyment do prawdziwego środowiska jakie dla mikrobów oferuje Mars. Sprawozdanie powinno ukazać się jeszcze w tym roku.

Badaczka podkreśla, że jej praca nie dowodzi istnienia życia na innych planetach. Przy tak dużej różnorodności organizmów zamieszkujących zupełnie różne środowiska na Ziemi istnieje duże prawdopodobieństwo, że życie – proste bakterie i mikroorganizmy – występuje także gdzieś poza Ziemią. My staramy się dowieść czy jest to możliwe.

Badanie jest częścią programu NASA Astrobiology.

(na podst. astrobio.net)

Co o morzu szumią rdzawoczerwone skały – marsjański ocean cd.

znaleziono na drfutureshow.com

znaleziono na drfutureshow.com

Naukowcy badający Marsa od dawna podejrzewają, że w przeszłości część planety pokrywał ocean. Coraz więcej wskazuje na to, że taki zbiornik (proponuje się nazwę Oceanus Borealis – Ocean Północny) w rzeczywistości istniał, a jego wody zalewały większą część północnej półkuli Marsa, mniej więcej trzecią część planety – miliardy lat temu.

Przeprowadzone niedawno badanie zespołu geologów z Uniwersytetu w Teksasie pod kierownictwem L. Moscardelli potwierdza możliwość istnienie takiego zbiornika. Badanie zostało streszczone w ostatnim wydaniu oficjalnego pisma Amerykańskiego Stowarzyszenia Geologicznego. Czytaj dalej

Pra-przeszłość Marsa zapisana w skałach

Cień łazika Spirit we wnętrzu krateru Gusev

Cień łazika Spirit we wnętrzu krateru Gusev

Atmosfera prehistorycznego Marsa prawdopodobnie była bogata w tlen. Takiego zdania są naukowcy porównujący skały z Czerwonej Planety zbadane oczami łazika z tymi, które spadły na Ziemię. Jeśli ich przypuszczenia są prawdziwe, 4 mld lat Czerwona Planeta była światem bardzo różniącym się od tego, jaki znamy obecnie. Jeśli w atmosferze planety faktycznie występował tlen to był tam blisko 2 mld lat przed pojawieniem się  w ziemskiej atmosferze.

Naukowcy z Uniwersytetu w Oxfordzie zauważyli wyraźne różnice pomiędzy skałami zbadanymi przez Spirit wewnątrz krateru Gusev a meteorytami, które spadły z Marsa na Ziemię. Różnice były tak duże, że rzuciły cień wątpliwości na pochodzenie marsjańskich meteorytów. Jednak zdaniem profesora Bernarda Wodda kierującego badaniami różnica ta wskazuje na oddziaływanie różnych warunków zewnętrznych, a skały rzeczywiście mają to samo (planetarne) pochodzenie.

Czy rdzawy kolor Marsa to pozostałość po atmosferze bogatej w tlen?

Czy rdzawy kolor Marsa to pozostałość po atmosferze bogatej w tlen?

Zauważyliśmy, że meteoryty i skały zbadane na powierzchni to jednorodne skały wulkaniczne – utrwaliły się głęboko pod powierzchnią Marsa. Jednak skały [zbadanie przez Spirit] powstawały w środowisku o wiele bogatszym w tlen, prawdopodobnie na skutek interakcji między związkami bogatymi w ten pierwiastek i powierzchnią planety. tłumaczy swoje odkrycie profesor Bernard Wood z oksfordzkiej uczelni.

Innymi słowy kamienie te znajdowały się kiedyś blisko powierzchni planety, gdy ta obfitowała w tlen i wodę. Na skutek procesu geologicznego zwanego subdukcją skały przedostały się w głąb planety i w minionych milionach lat ponownie trafiły na powerzchnie, wyrzucone przez  erupcje czy zderzenia z ciałami niebieskimi. Natomiast meteoryty znalezione na Ziemi są znacznie młodsze (do 1500 mln lat) i nigdy nie miały do czynienia z przypuszczalnie ożywionym Marsem.

Praca naukowców ma szanse dowieść, że prehistoryczny Mars był planetą znacznie przyjaźniejszą życiu niż obecnie. W tym okresie Ziemia była najprawdopodobniej jałowym, wulkanicznym światem który dopiero za miliard lat miał zacząć budzić się do życia. Dziś tylko rdzawe zabarwienie przypomina o tlenowej przeszłości Marsa.

Dla naukowców badanie jest szansą na spojrzenie dalej w głąb historii życia, na ślady które właściwie zostały zatarte przez upływ czasu. Dla nas to kolejny, przekonujący dowód na to, że w Kosmosie istnieje więcej planet takich jak Ziemia.

na podst. astrobio.net

Woda w stanie płynnym na Alasce a Mars

Wydmy piaskowe Kobuk Valley National Park

Wydmy piaskowe Kobuk Valley National Park

Naukowcy Southwest Research Institute (SwRI) przeprowadzili badania na obszarze kanadyjskiego Parku Narodowego Kobuk Valley. Pustynna część parku jest ziemskim analogiem marsjańksiego krajobrazu. Zebrane dane wskazują, że w okresie arktycznej zmy, tuż pod poziomem zmarźniętego gruntu występuje warstwa zawierająca wodę w stanie ciekłym. Badania przeprowadzone w okresie, kiedy dzienna temperatura prawie nie przekraczała 0 st. C. Dowodzą one, że ciecz może utrzymywać się w tym stanie także wewnątrz oraz pod zamarźniętymi wydmami Marsa.

Naukowcy zauważyli również ślady ciekłej wody na powierzchni wydm, po ich nasłonecznionej stronie. Ślady ciemnego materiału transportowanego przez roztopioną wodę obecne były w miejscach, w których temperatura przekraczała punkt topnienia lodu przez zaledwie 10 minut w ciągu dnia. Przypuszcza się, że ciemny kolor piasku wpływał na lokalny wzrost temperatury.

Podobne ślady widzimy na zboczach piaskowych wydm Marsa. Kilka minut dziennie powyżej zera wystarczy, by roztopić lód i spowodować transport drobin piasku w dół zbocza twierzi hydrogeolog dr. C. Dinwiddie kierująca badaniami SwRI.

Zjawiska dawały się zauważyć na Ziemi w temperaturach odpowiadających temperaturom zmierzonym ostanio przez łazik Curiosity wewnątz krateru Galea. Pozwala to wyciągnąć wniosek, że w najcieplejszych porach marsjańskich dni woda w stanie ciekłym wciąż występuje na Marsie.

Odkrycie naukowców dostarcza nowych danych na temat marsjańskiego cyklu wodnego i zdaniem dr Dinwiddie dalsze badania na Alasce mogą jeszcze bardziej poszerzyć naszą wiedzę o warunkach Czerwonej Planety.

na podst. http://www.swri.org/

Co takiego znaleźliśmy na Marsie?

MSL NewsŁazik misji MSL poszukuje we wnętrzu krateru Gale’a warunków sprzyjających życiu. Na ostatniej konferencji poświęcona misji z 12. marca zespół kierujący z radością oznajmił, że zadanie zostało w części zrealizowane. U podstaw misji leży poszukiwanie odpowiedzi na pytanie: czy Mars kiedykolwiek oferował warunki pozwalające przetrwać życiu? Ostatnie odkrycia wskazują, że odpowiedź brzmi: tak powiedział przedwczoraj Michael Meyer.

8. lutego Curiosity wydobyła odrobinę sproszkowanego materiału ze skalnego występu John Klein. Dwa tygodnie później materiał ten trafił do laboratoriów na pokładzie łazika: SAM i CheMin. Wyniki analizy były zadowalające – instrumenty rozpoznały w badanym materiale znaczne ilości kluczowych dla życia pierwiastków: siarki, azotu, wodoru, tlenu, fosforu i węgla. Ponadto próbka zawierała niewielkie ilości gliny.

Porównanie dwóch dyfrakcji CheMin - Rocknest i John Klein

Porównanie dwóch dyfrakcji CheMin – Rocknest i John Klein

Zdobyte informacje potwierdzają, że w dalekiej przeszłości środowisko krateru było wilgotne, o neutralnym odczynie i raczej słone. Ta woda nadawała się do picia tak podsumował odkrycie John Grotzinger odpowiadając na pytanie widza.

A więc w zbiorniku wodnym, jakim w przeszłości był krater, mogło przetrwać życie. Odkrycie Curiosity jest potwierdzeniem teorii, które krążą w światku naukowym od czasu gdy zdjęcia satelitarne MRO wskazały na występowanie minerałów gliny na planecie. Krater Gale’a zdaje egzamin z habitability w dwóch punktach – była tam woda, są też związki chemiczne, którymi mogły pożywiać się proste organizmy. Jesteśmy pewni, że tam gdzie występują wymienione minerały, może pojawić się też życie.

Jedno z ostatnich zdjęć z misji MSL

Jedno z ostatnich zdjęć z misji MSL

Wydaje mi się, że w poszukiwaniu śladów prawdziwych organizmów musimy jednak spojrzeć głębiej, poza zasięg łazika. Krater Gale nie chroni przed promieniowaniem kosmicznym. Jeśli proste organizmy zdołały przetrwać na Marsie, to na pewno skrywają się gdzieś, gdzie radiacja nie dociera – w marsjańskich zakamarkach, do których jeszcze nikt nie zaglądał.

Na konferencji unikano mówienia o problemach łazika, które wciąż nie pozwalają nam na podglądanie misji „na żywo” (mam na myśli zdjęcia, które przestały ukazywać się w internecie w 200. solu). Inżynierowie podobno mają przygotowane dwa patche, które wkrótce poprawią działanie softu sterującego robotem. Curiosity od 2. marca pracuje w normalnym trybie kierowany przez komputer B, jednak inżynierowie JPL są zajęci naprawą pamięci w jednostce A., przez co badania praktycznie zawieszono. Sprawa powinna rozwiązać się w najbliższych dniach.

Łazik pozostaje w punkcie, w którym dokonał odwiertów 8. lutego - John Klein w Yellowknife Bay

Łazik pozostaje w punkcie, w którym dokonał odwiertów 8. lutego – John Klein w Yellowknife Bay. źródło: http://www.curiosityrover.com

Trochę o meteorytach SNC

Pod poprzednim postem pojawiło się pytanie skąd pewność, że niektóre znalezione na Ziemi meteoryty pochodzą z Czerwonej Planety. Równie dobrze mogłyby spaść tutaj z Wenus albo Merkurego albo z wielu innych odległych światów. Sam się nad tym nigdy nie zastanawiałem, ale czytając niedawno mądry podręcznik od astronomii natrafiłem na wyczerpującą, zdaje się, odpowiedź. Dobrze, że ją zapamiętałem bo teraz nie mogę sobie przypomnieć w której to było książce. SNC-meteorite-ejectionPorównałem tą wiedzę z wypowiedziami oblatanych, zdaje się, użytkowników forów akademickich i wydaje się 100% pewna. Zapraszam do lektury.

Naukowcy mają wiarygodne metody na ustalanie wieku skały, czyli na wskazanie kiedy się ona skrystalizowała. Znając wiek meteorytu łatwo odróżnić materiał pochodzenia planetarnego od pyłu kosmicznego. Ten ostatni uformował się razem z Układem Słonecznym, więc badania wieku krystalizacji wskazują na co najmniej 6 mld lat. Wszystkie młodsze meteoryty muszą więc pochodzić z planety, skąd wyrwał je impet zderzenia z innym ciałem niebieskim.

Dalsza część zagadki pochodzenia skały młodszej niż skromne 6 miliardów lat może więc zostać rozwiązana albo na Marsie albo na dwóch innych, sąsiadujących z nami skalistych planetach (Merkury i Wenus). Teraz z pomocą przychodzi dział fizyki zajmujący się siłami oddziałującymi na ciała czyli dynamika. Przyciąganie słoneczne bardzo utrudnia ruch orbitalny „na zewnątrz”. Jeśli istnieje szansa na przedostanie się wyrzuconego materiału na wyższą orbitę niż macierzystej planety, to jest ona minimalna. Tak więc na 99% „młode” skały pochodzą z Marsa. Porównanie różnych badań z tymi przeprowadzonymi bezpośrednio na planecie to potwierdza.

Krótko o SNC, czyli meteorytach z Marsa.

shergottite500Szerogotyty to najliczniejsza klasa meteorytów SNC. Do tej pory znaleziono około ćwierć setki takich kamieni, z czego największy odnaleziono w 1865 roku w pobliżu Sherogotty w Indiach (stąd nazwa). Ten ważący blisko 5 kg kamień powstał z zastygłej lawy i stanowi kawałek litej skorupy Marsa (czyli tej położonej głęboko pod powierzchnią). Ten i inni przedstawiciele grupy składają się głównie z oliwinów, piroksenów i plagioklazów. W wielu skałach na skutek energii uderzenia albo wejścia w atmosferę ziemską plagioklazy zmieniły się w szkło typowe dla meteorytów – maskelynit. Wiek szerogotytów wynosi około 1,4 mld lat natomiast z planety wyrzucone zostały 200-300 mln lat temu.

Nakhla_meteoriteNakhlity swoją nazwę zawdzięczają miejscowości El Nakhla w Egipcie, gdzie w 1911 roku znaleziono kamień. Nakhlity są bogate w minerał Augit co wskazuje na ich wulkaniczne pochodzenie. Ich wiek wynosi około pół miliarda lat. Uderzenie, które wyrwało je ku Ziemi nastąpiło 10 mln lat temu. Na Ziemi znaleziono 10 takich kamieni.

Trzecia grupa skał o marsjańskim pochodzeniu to chasignity (czasignity?) Nazwane po francuskiej miejscowości Chassigny, w pobliżu której odnaleziono pierwszy egzemplarz w 1815. Znane są tylko dwa egzemplarze – ten znaleziony we Francji oraz NWA2737.Chassigny- le C de SNC Składają się głównie z oliwinu. Wewnątrz skał uwięzione są duże ilości gazów o niejasnym pochodzeniu. Różnią się one od gazów z szerogotytów i nakhlitów, które odpowiadają obecnemu składowi atmosfery Marsa zbadanemu przez lądownik Viking w latach 70. Podejrzewa się, że powstały głęboko we wnętrzu Marsa na skutek procesów geologicznych prawie 1,5 mld lat temu.

Ślady życia?

rite-tubulesNa jednym z kamieni grupy S znaleziono coś, mogłoby być skamieniałą bakterią (ALH84001), choć te doniesienia zostały mocno skrytykowane. Inne badania przeprowadzone na skale EETA79001 wykazały dużą zawartość izotopu węgla 12, wskazującego na procesy organiczne.

W sumie na Ziemi znaleźliśmy około 35 kamieni pochodzenia marsjańskiego. Wraz z odkryciem NWA7034 nasza wiedza powiększy się o kolejną klasę. Czy to możliwe, że w czasie, gdy kamień wydostał się z Marsa planeta stanowiła zielony raj i być może dom dla innej cywilizacji? Trudno uwierzyć, że odpowiedź można znaleźć w kawałku kamienia, ale kto wie.541856_10151189854271761_74579699_n

Garść marsjańskiej astrobiologii

Mija tydzień od ogłoszenia historycznego odkrycia MSL i wciąż nie jest jasne czego ono dotyczy. NASA bardzo zazdrośnie strzeże swoich sekretów. I nie chodzi tu o spisek obcych, a raczej o nie robienie sensacji z odkryć, co do których nie ma naukowej pewności.  

Te dane zapiszą się na kartach historii” oraz „wyglądają naprawdę obiecująco” to wszystko, co wiemy o ostatnim badaniu próbki marsjańskiego gruntu. Czy pomiędzy drobinami piasku znaleźliśmy ślady żywego organizmu? Czekając na oficjalną konferencję (3. grudnia) spróbowałem na własną rękę odkryć sekret agencji kosmicznej. Czytaj dalej

Życie na Marsie – metanowa zagadka

Koncentracja CH4 na Marsie

Co ma 4 atomy wodoru związane z jednym atomem węgla i dlaczego w niewielkich ilościach występuje na Marsie? Czy obecny w marsjańskiej atmosferze gaz jest produktem biologicznej aktywności na planecie? Ziemskie organizmy oddychające nim żyją obok organizmów wydalających go – czy podobne życie znajduje się na Marsie? Czytaj dalej

Bezpieczna kolonia na Marsie

Załogowa misja na Marsa jest priorytetem dla agencji kosmicznych całego świata. ESA, NASA i Roskosmos realizują własne projekty i nie wykluczone, że w przyszłości wspólnym wysiłkiem tych agencji ludzie zadomowią się na Czerwonej Planecie. Śledzę na bierząco doniesienia w internecie i wszystko wskazuje na to, że proces selekcji i szkolenia „marsonautów” już trwa.

Jednym z problemów z jakimi borykają się teraz naukowcy to szkodliwy wpływ promieniowania kosmicznego. Zbyt długi kontakt ma fatalny wpływ na organizm człowieka, może prowadzić do rozwoju chorób nowotworowych. Ziemia w przeciwieństwie do Marsa posiada własne pole magnetyczne, które chroni nas przed tym fenomenem. Zanim wyślemy ludzi na Marsa, musimy wymyślić sposób aby baza na powierzchni planety gwarantowała  skuteczną osłonę.

Te dostępne na Ziemi mają poważną wadę – są ciężkie. Planując podróż kosmiczną trzeba liczyć się z każdym gramem wysyłanym w przestrzeń. Transportowanie materiałów do budowy nieprzenikalnych osłon byłoby ogromnie kosztownym przedsięwzięciem, być może niemożliwym do realizacji. Dlatego poszukiwanie skierowano na powierzchnię Marsa.

ESA rozpoczęła eksperymenty z materiałem bardzo powszechnym na Marsie – glebą i innymi składnikami regolitu. Dzięki wnikliwym badaniom misji MER i MSL bardzo dobrze znamy chemiczną kompozycję skał marsjańskich i możemy je sztucznie odtwarzać tu, na Ziemi. Naukowcy pracują nad dobraniem odpowiedniej kompozycji do budowy „cegieł” takiej osłony. Gotowy materiał zostanie poddany próbom przenikliwości w akceleratorze cząstek, który z dużą dokładnością symuluje warunki radiacyjne z powierzchni Marsa. Wyniki eksperymentu powinny pokazać jak budować nieprzenikliwe osłony na Marsie, czym najprawdopodobniej zajmie się automatyka przygotowująca pole do badań załogowych.

Przywódcy krajów silnie zaangażowanych w badania kosmosu przekonują, że misja załogowa zostanie zrealizowana do 2050 roku. Co ciekawe, poważnie myśli się o uruchomieniu stałej kolonii na Czerwonej Planecie. Plany realizacji tego przedsięwzięcia to temat na następne artykuły. Pozostańcie z nami!

na podst. astrobio.net