Dne 7. avgusta 1996 so se novinarji, fotografi in operaterji televizijskih kamer vdrli v NASA-in sedež v Washingtonu. Številka se ni osredotočila na vrsto sedečih znanstvenikov v Nasinem avditoriju, temveč na majhno prozorno plastično škatlo na mizi pred njimi. Znotraj škatle je bila žametna blazina, na njej pa je bila gnezdena kot kamen skala - z Marsa. Znanstveniki so sporočili, da so v meteoritu našli znake življenja. Nasin administrator Daniel Goldin je veselo dejal, da je to "neverjeten" dan. Bil je natančnejši, kot je vedel.
Skala se je, pojasnjujejo raziskovalci, oblikovala pred 4, 5 milijarde let na Marsu, kjer je ostala do 16 milijonov let, ko je bila izstreljena v vesolje, verjetno z udarcem asteroida. Skala je potekala po notranjem osončju do pred 13.000 leti, ko je padla na Antarktiko. Na ledu v bližini AllanHillsa je sedel do leta 1984, ko so ga geologi s snežnimi motorji zagrabili.
Znanstveniki na čelu z Davidom McKayjem iz JohnsonSpaceCenter v Houstonu so ugotovili, da ima skala, imenovana ALH84001, posebno kemično barvo. Vseboval je kombinacijo mineralov in ogljikovih spojin, ki jih na Zemlji ustvarjajo mikrobi. Imel je tudi kristale magnetnega železovega oksida, imenovane magnetit, ki jih nekatere bakterije proizvajajo. Poleg tega je McKay množici predstavil elektronski mikroskopski pogled na skalo, ki prikazuje verige kroglic, ki imajo izrazito podobnost verigam, ki jih nekatere bakterije tvorijo na Zemlji. "Verjamemo, da so to resnično mikrofosili z Marsa, " je dejal McKay in dodal, da dokazi niso "absolutni dokaz" preteklega marsovskega življenja, ampak so "kazalci v tej smeri."
Med zadnjimi, ki so govorili tisti dan, je bil J. William Schopf, kalifornijska univerza v Los Angelesu paleobiolog, ki je specializiran za zgodnje zemeljske fosile. "Pokazal vam bom najstarejši dokaz življenja na tem planetu, " je občinstvu rekel Schopf in pokazal diapozitiv 3.465 milijard let stare fosilizirane verige mikroskopskih krogel, ki so jo našli v Avstraliji. "To so vidni fosili, " je dejal Schopf in namignil, da Nasine Marsovske slike niso. Zaključil je s citiranjem astronoma Carla Sagana: "Izredne trditve zahtevajo izredne dokaze."
Kljub Schopfovi opombi o skepticizmu je NASA objava trobila po vsem svetu. "Mars je živel, rockovske oddaje Meteorite dokazujejo življenje na drugem svetu, " je dejal New York Times. "Fosili z rdečega planeta lahko dokažejo, da nismo sami, " je izjavil London Independent .
V zadnjih devetih letih so znanstveniki Saganove besede vzeli zelo pri srcu. Pregledali so marsovski meteorit (ki si ga je zdaj ogledal v Nacionalnem prirodoslovnem muzeju Smithsonian), in danes le malokdo verjame, da je ta imel marsovske mikrobe.
Polemika je znanstvenike spodbudila, da vprašajo, kako lahko vedo, ali je nekakšna blob, kristalna ali kemična nenavada znak življenja - tudi na Zemlji. Adebate je razbesnel nad nekaterimi najstarejšimi dokazi o življenju na Zemlji, vključno s fosili, ki jih je Schopf ponosno prikazal leta 1996. V tej razpravi so postavljena glavna vprašanja, vključno s tem, kako se je življenje na Zemlji prvič razvijalo. Nekateri znanstveniki menijo, da je prvih nekaj sto let, ko je življenje obstajalo, malo podoben življenju, kot ga poznamo danes.
Nasini raziskovalci črpajo lekcije iz razprave o življenju na Zemlji do Marsa. Če bo šlo vse po načrtih, bo nova generacija roverjev prišla na Mars v naslednjem desetletju. Te misije bodo vključevale vrhunsko biotehnologijo, zasnovano za odkrivanje posameznih molekul, ki so jih naredili marsovski organizmi, bodisi živi bodisi že dolgo mrtvi.
Iskanje življenja na Marsu je postalo bolj nujno, zahvaljujoč se sondam dveh veslačev, ki zdaj potujejo po Marsovi površini, in druge vesoljske ladje, ki kroži po planetu. V zadnjih mesecih so naredili vrsto presenetljivih odkritij, ki ponovno izkušajo znanstvenike, da verjamejo, da Mars skriva življenje - ali so to storili v preteklosti. Na februarski konferenci na Nizozemskem je bilo občinstvo Marsovih strokovnjakov raziskano o Marsovskem življenju. Približno 75 odstotkov znanstvenikov je izjavilo, da menijo, da je nekoč tam živelo življenje, 25 odstotkov pa jih meni, da Mars živi življenje danes.
Iskanje fosilnih ostankov primitivnih enoceličnih organizmov, kot so bakterije, se je začelo leta 1953, ko je Stanley Tyler, ekonomski geolog z univerze v Wisconsinu, zmedel nad približno 2, 1 milijarde let starimi kamninami, ki jih je zbral v Ontariu v Kanadi . Njegove steklene črne kamnine, znane kot črevinje, so bile nabita s čudnimi, mikroskopskimi nitkami in votlimi kroglicami. V sodelovanju s harvardskim paleobotonistom Elso Barghoorn je Tyler predlagal, da so oblike dejansko fosili, ki so jih puščale starodavne oblike življenja, kot so alge. Pred Tylerjevim in Barghoornovim delom je bilo najdenih nekaj fosilov, ki so bili pred kambrijskim obdobjem, ki se je začelo pred približno 540 milijoni let. Zdaj sta oba znanstvenika trdila, da je bilo življenje prisotno veliko prej v 4, 55 milijard let zgodovini našega planeta. Koliko dalje je šlo, da bi kasneje znanstveniki odkrili.
V naslednjih desetletjih so paleontologi v Afriki našli 3 milijarde let stare fosilne sledi mikroskopskih bakterij, ki so živele v ogromnih morskih grebenih. Bakterije lahko tvorijo tudi tako imenovane biofilme, kolonije, ki rastejo v tankih plasteh nad površinami, kot so kamnine in oceansko dno, znanstveniki pa so našli trdne dokaze za biofilme iz 3, 2 milijarde let.
Toda v času tiskovne konference Nasine najstarejša trditev o fosilih je pripadla UCLA Williamu Schopfu, človeku, ki je na isti konferenci skeptično spregovoril o ugotovitvah Nasine. V šestdesetih, sedemdesetih in osemdesetih letih je Schopf postal vodilni strokovnjak za zgodnje življenjske oblike, odkrival je fosile po vsem svetu, vključno s fosiliziranimi bakterijami, stare 3 milijarde let, v Južni Afriki. Nato so leta 1987 z nekaterimi sodelavci poročali, da so na mestu, imenovanem Warrawoona, v zaledju Zahodne Avstralije, našli mikroskopske fosile v velikosti 3, 465 milijard milijard let, tiste, ki jih bo prikazal na tiskovni konferenci NASA. Schopf pravi, da so bakterije v fosilih bile tako prefinjene, da kažejo, da je »življenje takrat cvetelo in tako je življenje nastalo opazno prej kot pred 3, 5 milijarde let.«
Od takrat so znanstveniki razvili druge metode za odkrivanje znakov zgodnjega življenja na Zemlji. Ena vključuje merjenje različnih izotopov ali atomskih oblik ogljika; razmerje izotopov kaže, da je ogljik nekoč bil del živega. Leta 1996 je skupina raziskovalcev poročala, da so našli življenjski podpis v skalah z Grenlandije, ki so bile stare 3, 83 milijarde let.
Znaki življenja v Avstraliji in na Grenlandiji so bili izjemno stari, še posebej če upoštevamo, da življenje najverjetneje ne bi moglo obstati na Zemlji že nekaj sto milijonov let na planetu. To je zato, ker so ga asteroidi bombardirali, vreli oceane in verjetno sterilizirali površje planeta pred približno 3, 8 milijarde let. Fosilni dokazi kažejo, da se je življenje pojavilo kmalu po tem, ko se je naš svet ohladil. Kot je Schopf zapisal v svoji knjigi Cradle of Life, njegovo odkritje iz leta 1987 "pove, da je zgodnja evolucija potekala zelo hitro zelo hitro."
Hiter začetek življenja na Zemlji bi lahko pomenil, da bi se življenje lahko hitro pojavilo tudi na drugih svetovih - bodisi na Zemlji podobni planeti, ki krožijo po drugih zvezdah, ali morda celo na drugih planetih ali lunah v našem lastnem osončju. Od teh je Mars že dolgo videti najbolj obetaven.
Današnje površje Marsa se ne zdi vrsta kraja, gostoljubnega v življenju. Suho in hladno je, pada pa do -220 stopinj Fahrenheita. Njegova tanka atmosfera ne more preprečiti ultravijoličnega sevanja iz vesolja, kar bi opustošilo katero koli znano živo bitje na površini planeta. Toda Mars, ki je star toliko kot Zemlja, je bil morda v preteklosti bolj gostoljuben. Požiralniki in suha jezerska dna, ki označujejo planet, kažejo, da je tam nekoč tekla voda. Tudi astronomi trdijo, da je bilo Marsovo zgodnje ozračje dovolj bogato z ogljikovim dioksidom, ki je ujel toploto, da je ustvaril učinek tople grede, ki je ogreval površino. Z drugimi besedami, zgodnji Mars je bil podoben zgodnji Zemlji. Če bi bil Mars na milijone ali celo milijarde let topel in moker, bi življenje morda imelo dovolj časa, da se je pojavilo. Ko so se razmere na površini Marsa postale grde, je življenje tam morda izumrlo. Toda fosili so morda zaostali. Možno je celo, da bi življenje lahko preživelo na Marsu pod površjem, sodeč po nekaterih mikrobih na Zemlji, ki uspevajo kilometre pod zemljo.
Ko je Nasa Mckay tisto leto 1996 predstavil svoje fotografije marsovskih fosilov, je bil eden izmed milijonov ljudi, ki so jih videli na televiziji, mladi britanski okoljski mikrobiolog z imenom Andrew Steele. Pravkar je doktoriral na univerzi v Portsmouthu, kjer je študiral bakterijske biofilme, ki lahko absorbirajo radioaktivnost iz onesnaženega jekla v jedrskih objektih. Steele, ki je strokovnjak za mikroskopske posnetke mikrobov, je od pomoči iz imenika dobil McKayjevo telefonsko številko in ga poklical. "Lahko vam predstavim boljšo sliko od tega, " je rekel in McKayja prepričal, naj mu pošlje koščke meteorita. Steeleove analize so bile tako dobre, da je kmalu delal za NASA.
Ironično je, da je njegovo delo spodkopalo NASA-ine dokaze: Steele je odkril, da so zemeljske bakterije onesnažile Marsov meteorit. Biofilmi so se oblikovali in širili skozi razpoke v notranjost. Rezultati Steele niso povsem ovrgli marsovskih fosilov - možno je, da meteorit vsebuje marsovske fosile in antarktične onesnaževalce, - pa pravi: "Težava je v tem, kako ugotovite razliko?" ugotovili so, da bi neživi procesi na Marsu lahko ustvarili tudi krogle in grude magnetita, ki so jih NASA-in znanstveniki predstavljali kot fosilne dokaze.
Toda McKay stoji pred hipotezo, da so njegovi mikrofosili z Marsa in pravi, da je "skladen kot paket z možnim biološkim izvorom." Vsaka alternativna razlaga mora vsebovati vse dokaze, pravi, ne le en kos naenkrat.
Polemika je v glavah mnogih znanstvenikov postavila globoko vprašanje: Kaj je potrebno za dokazovanje prisotnosti življenja pred milijardami let? leta 2000 si je oksfordski paleontologMartin Brasier izposodil originalne fosile Warrawoona iz muzeja NaturalHistoryMuseum v Londonu, on in Steele ter njihovi kolegi pa so preučevali kemijo in strukturo kamnin. Leta 2002 so ugotovili, da je nemogoče reči, ali so fosili resnični, kar je v bistvu podvrglo Scupfovemu delu enako skeptičnost, kot jo je Schopf izrazil glede fosilov z Marsa. "Ironija se na meni ni izgubila, " pravi Steele.
Še posebej je Schopf predlagal, da bi bili njegovi fosili fotosintetske bakterije, ki so v plitvi laguni ujele sončno svetlobo. Toda Brasier in Steele s sodelavci so sklenili, da so se kamnine oblikovale v vroči vodi, napolnjeni s kovinami, morda okoli pregretega odzračevanja na dnu oceana - komajda na takšnem mestu, kjer bi lahko uspeval sonce ljubeč mikrob. In mikroskopska analiza skale je, kot pravi Steele, bila dvoumna, saj je nekega dne demonstriral v svojem laboratoriju tako, da je pod mikroskopom, nameščenim na računalnik, podrsal drsnik iz črevesa Warrawoona. "Kaj gledamo tam?" Vpraša in naključno na zaslonu izbere zamah. "Kakšna starodavna umazanija, ki je bila ujeta v skalo? Ali gledamo na življenje? Mogoče, mogoče. Lahko vidite, kako lahko se zavedete. Nič ne bi moglo reči, da bakterije v tem ne morejo živeti, vendar nič ne govori, da gledate bakterije. "
Schopf se je na kritike Steele odzval z novimi lastnimi raziskavami. Ko je nadalje analiziral svoje vzorce, je ugotovil, da so narejeni iz ogljika, znanega kot kerogen, kar bi lahko pričakovali v ostankih bakterij. Schopf pravi, da njegovi kritiki pravijo, da "bi radi ohranili razpravo v življenju, vendar so dokazi premočni."
Nesoglasje je značilno za hitro premikajoče se polje. Geolog Christopher Fedo z univerze George Washington in geohronolog Martin Whitehouse iz švedskega Prirodoslovnega muzeja sta izpodbijala 3, 83 milijarde let stare molekularne sledi lahkega ogljika z Grenlandije, češ da je skala nastala iz vulkanske lave, ki je za mikrobe veliko preveč vroča zdržati. Tudi druge nedavne trditve so pod napadom. Pred leti se je ekipa znanstvenikov podala naslove s svojim poročilom o drobnih tunelih v 3, 5 milijarde let starih afriških skalah. Znanstveniki so trdili, da so predore postavile starodavne bakterije približno v času, ko se je stena oblikovala. Toda Steele poudarja, da so bakterije te predore morda izkopale več milijard let kasneje. "Če bi se tako dali v londonsko podzemlje, " pravi Steele, "bi rekli, da je bilo staro 50 milijonov let, ker so približno stare skale okoli njega."
Take razprave se morda zdijo neresnične, vendar je večina znanstvenikov vesela, da se odvijajo. "To bo storilo toliko ljudi, da zavihajo rokave in poiščejo več stvari, " pravi geolog MIT John Grotzinger. Zagotovo gre za razprave o tankostih v fosilnih zapisih, ne o obstoju mikrobov že dolgo, davno. Tudi skeptik, kot je Steele, ostaja dokaj prepričan, da so mikrobni biofilmi živeli pred 3, 2 milijarde let. "Ne morete jih zamuditi, " pravi Steele o svojih značilnih spletnih nitkah, vidnih pod mikroskopom. In niti kritiki niso izpodbijali zadnjega iz Minika Rosinga z Geološkega muzeja univerze v Kopenhagnu, ki je našel življenjski podpis ogljikovega izotopa v vzorcu 3, 7 milijarde let stare skale z Grenlandije - najstarejšega nespornega dokaza življenja na Zemlji .
V teh razpravah ni samo čas zgodnje evolucije življenja, ampak pot, ki jo je ubrala. Pretekli september sta denimo Michael Tice in Donald Lowe iz StanfordUniversity poročala o 3.416 milijard let starih preprogah mikrobov, ohranjenih v skalah iz Južne Afrike. Mikrobi, pravijo, so izvajali fotosintezo, vendar v tem procesu niso proizvajali kisika. Danes majhno število bakterijskih vrst naredi isto - anoksigensko fotosintezo, ki ji pravijo - in Tice in Lowe nakazujeta, da so taki mikrobi, namesto konvencionalno fotosintetskih, ki so jih preučevali Schopf in drugi, cveteli v zgodnji evoluciji življenja. Če ugotovimo zgodnja poglavja življenja, bodo znanstveniki povedali ne le veliko o zgodovini našega planeta. Prav tako bo njihovo iskanje znakov življenja drugje v vesolju - začenši z Marsom.
Januarja 2004 so se NASA-jevi roverji Spirit and Opportunity začeli valjati po marsovski pokrajini. Priložnost je v nekaj tednih našla najboljše dokaze, da je voda nekoč pritekla na površju planeta. Kemija kamnine, ki jo je vzorčila z ravnice, imenovane Meridiani Planum, je nakazovala, da se je pred milijardami let oblikovala v plitkem, dolgo izpraznjenem morju. Kot najpomembnejši rezultat misije roverja pravi Grotzinger, član znanstvene skupine za roverje, je bilo opazovanje robota, da se skale na Meridiani Planumu ne zdijo zdrobljene ali kuhane v tolikšni meri, da se zemeljske kamnine enake starost - njihova kristalna struktura in plastenje ostajajo nedotaknjeni. Paleontolog ni mogel zaprositi za boljše mesto, da bi ohranil fosil za več milijard let.
Preteklo leto je prineslo množico mučnih poročil. Orbita sonda in zemeljski teleskopi so zaznali metan v Marsovi atmosferi. Na Zemlji mikrobi proizvajajo veliko količine metana, čeprav ga lahko proizvajajo tudi z vulkansko dejavnostjo ali kemičnimi reakcijami v skorji planeta. V februarju so po medijih poročala o raziskavi Nasine, ki naj bi sklepala, da bi marsovski metan morda proizvajali podzemni mikrobi. Nasin sedež se je hitro pripeljal - morda zaskrbljen zaradi ponovitve medijske blaznosti ob Marsovskem meteoritu - in izjavil, da nima neposrednih podatkov, ki bi podpirali trditve o življenju na Marsu.
Toda le nekaj dni kasneje so evropski znanstveniki sporočili, da so v marsovskem ozračju odkrili formaldehid, še eno spojino, ki jo na Zemlji proizvajajo živa bitja. Kmalu zatem so raziskovalci Evropske vesoljske agencije objavili slike Elysium Plains, regije vzdolž Marsjevega ekvatorja. Tekstura pokrajine, trdijo, kaže, da je bilo območje pred nekaj milijoni let zamrznjen ocean - ne dolgo v geološkem času. Zamrznjeno morje je morda še danes tam, pokopano pod plastjo vulkanskega prahu. Medtem ko vode še ni mogoče najti na površini Marsa, nekateri raziskovalci, ki preučujejo marsovske požiralnike, trdijo, da so lahko lastnosti nastale v podzemnih vodonosnikih, kar kaže na to, da se voda in življenjske oblike, ki potrebujejo vodo, skrivajo pod površjem.
Andrew Steele je eden izmed znanstvenikov, ki načrtuje opremo nove generacije za sondiranje na Marsu. Eno orodje, ki ga namerava izvažati na Mars, se imenuje mikrozapad, stekleni drsnik, na katerega so pritrjena različna protitelesa. Vsako protitelo prepozna in se prilepi na določeno molekulo in vsa pika določenega protitelesa je postavila, da se sveti, ko najde svojega molekularnega partnerja. Steele ima predhodne dokaze, da mikrorapivo lahko prepozna ostanke 25-letnega biofilma fosilnih hopanov, molekul, ki jih najdemo v celičnih stenah bakterij.
Lani septembra sta se Steele in njegovi sodelavci odpravili na krepak arktični otok Svalbard, kjer so orodje preizkusili v skrajnem okolju kot uvod v njegovo napotitev na Mars. Ko so oboroženi norveški stražarji pazili na polarne medvede, so znanstveniki ure ure sedeli na hladnih skalah in analizirali drobce kamna. Izlet je bil uspešen: protitelesa z mikroraščanjem so v vzorcih kamnin zaznala beljakovine, ki so jih naredili trdožive bakterije, znanstveniki pa so se izognili temu, da bi postali medved hrana.
Steele prav tako dela na napravi, imenovani MASSE (Modularni testi za raziskovanje sončnega sistema), ki je okvirno načrtovana za letenje na odpravi Evropske vesoljske agencije leta 2011 na Mars. Predvideva rover drobljenje kamnin v prah, ki ga je mogoče vstaviti v MASSE, ki bo z mikroraščanjem analiziral molekule in iskal biološke molekule.
Kmalu leta 2009 bo NASA lansirala Mars Science Laboratory Rover. Zasnovan je za pregled površine kamnin glede na svojevrstne teksture, ki jih puščajo biofilmi. Marsov laboratorij lahko išče aminokisline, gradnike beljakovin ali druge organske spojine. Najdba takšnih spojin ne bi dokazala obstoja življenja na Marsu, vendar bi to spodbudilo primer in spodbudilo znanstvenike NASA, da pobližje pogledajo.
Težavne bodo Marsove analize, saj jih grozi kontaminacija še toliko bolj zapletena. Mars je obiskalo devet vesoljskih plovil, od Marsa 2, sovjetske sonde, ki se je leta 1971 strmoglavila na planet, do Nasine priložnosti in duha. Vsak od njih je morda nosil mikrobe, ki vozijo na zemljo. "Mogoče je, da so tam strmo pristali in jim je bilo všeč, potem pa bi jih veter lahko povsod pihal, " pravi Jan Toporski, geolog z univerze v Kielu v Nemčiji. In ista medplanetarna igra odbijačih avtomobilov, ki je kos Marsa prikovala na Zemljo, bi morda obarvala koščke Zemlje na Marsu. Če bi bila ena od teh kopenskih kamnin onesnažena z mikrobi, bi organizmi na Marsu vsaj še nekaj časa preživeli in tam pustili sledi v geologiji. Kljub temu so znanstveniki prepričani, da lahko razvijejo orodja za razlikovanje med uvoženimi zemeljskimi mikrobi in marsovskimi.
Iskanje znakov življenja na Marsu nikakor ni edini cilj. "Če najdete bivalno okolje in ga ne najdete naseljeno, potem to nekaj pove, " pravi Steele. "Če ni življenja, zakaj potem ni življenja? Odgovor vodi k več vprašanj. "Prvo bi bilo tisto, kar Zemljo, ki obdaja življenje, tako nekaj posebnega. Na koncu se lahko trud, ki je vložen v odkrivanje primitivnega življenja na Marsu, izkaže za svojo največjo vrednost prav doma.
