Kemungkinan hidup boleh wujud di Marikh telah menangkap imajinasi para penyelidik, saintis dan penulis selama lebih dari satu abad. Sejak Giovanni Schiaparelli (dan kemudian, Percival Lowell) melihat apa yang mereka yakini sebagai "Martian Canal" pada abad ke-19, manusia telah bermimpi suatu hari menghantar utusan ke Planet Merah dengan harapan dapat menemukan peradaban dan bertemu dengan penduduk asli Martian.
Sementara Pelaut dan Viking program tahun 1960-an dan 70-an menghancurkan gagasan peradaban Martian, sejak beberapa kali bukti telah muncul yang menunjukkan bagaimana kehidupan pernah wujud di Marikh. Terima kasih kepada kajian baru, yang menunjukkan bahawa Mars mungkin mempunyai cukup gas oksigen yang terkunci di bawah permukaannya untuk menyokong organisma aerobik, teori bahawa kehidupan dapat masih ada telah diberi dorongan lain.
Kajian itu, yang baru-baru ini muncul dalam jurnal Geosains Alam, dipimpin oleh Vlada Stamenkovic, seorang saintis Bumi & planet dan ahli fizik teori dari Makmal Jet Propulsion NASA. Dia disertai oleh beberapa anggota JPL dan Bahagian Sains Geologi dan Planetari di Institut Teknologi California (Caltech).
Sederhananya, peranan yang mungkin dimainkan oleh gas oksigen di Marikh secara historis kurang diberi perhatian. Ini disebabkan oleh fakta bahawa oksigen membentuk peratusan atmosfer Mars yang sangat kecil, yang terutama terdiri dari karbon dioksida dan metana. Walau bagaimanapun, bukti geokimia dari meteorit Martian dan batuan kaya mangan di permukaannya menunjukkan tahap pengoksidaan yang tinggi.
Ini mungkin hasil dari air yang ada di Mars pada masa lalu, yang akan menunjukkan bahawa oksigen berperanan dalam pelapukan kimia kerak Mars. Untuk meneroka kemungkinan ini, Stamenkovi dan pasukannya mempertimbangkan dua bukti yang dikumpulkan oleh Rasa ingin tahu rover. Yang pertama adalah bukti kimia dari instrumen Kimios and Mineralogi Curiosity (CheMin), yang mengesahkan tahap pengoksidaan yang tinggi pada sampel batu Martian.
Kedua, mereka meneliti bukti yang diperoleh oleh Mars Express ’ Instrumen Mars Advanced Radar for Suburface and Ionosphere Sounding (MARSIS), yang menunjukkan adanya air di bawah wilayah kutub selatan Mars. Dengan menggunakan data ini, pasukan mulai mengira berapa banyak oksigen yang dapat ada dalam deposit briny bawah permukaan, dan apakah ini cukup untuk mengekalkan organisma aerobik atau tidak.
Mereka bermula dengan mengembangkan kerangka termodinamik yang komprehensif untuk menghitung kelarutan O² dalam air garam cair (air garam dan mineral larut lain) dalam keadaan Martian. Untuk pengiraan ini, mereka menganggap bahawa bekalan O² adalah atmosfer Marikh, yang dapat melakukan hubungan dengan permukaan dan permukaan bawah permukaan - dan oleh itu, dapat dipindahtangankan.
Seterusnya, mereka menggabungkan kerangka kelarutan ini dengan model peredaran umum Mars (GCM) untuk menentukan kadar tahunan di mana O2 akan larut dalam air garam - membuat peruntukan untuk tekanan dan keadaan suhu tempatan di Marikh hari ini. Ini memungkinkan mereka untuk segera mengetahui kawasan mana yang cenderung mengekalkan tahap kelarutan O² yang tinggi.
Terakhir, mereka mengira perubahan sejarah dan masa depan dalam kelonggaran Mars untuk menentukan bagaimana penyebaran persekitaran aerobik berkembang selama 20 juta tahun terakhir, dan bagaimana perubahan tersebut dapat berubah dalam 10 juta tahun akan datang. Dari ini, mereka mendapati bahawa walaupun dalam keadaan terburuk, terdapat cukup oksigen di batu Martian dan takungan bawah permukaan untuk menyokong organisma mikrob aerobik. Seperti kata Stamenkovic kepada Space Magazine:
"Hasil kami adalah bahawa oksigen dapat dilarutkan dalam berbagai air garam dalam keadaan Marikh moden pada kepekatan yang jauh lebih besar daripada mikrob aerobik yang diperlukan untuk bernafas. Kami belum dapat membuat pernyataan yang berkaitan dengan potensi air bawah tanah, tetapi hasil kami mungkin menyiratkan adanya air garam sejuk yang bertindak pada batuan yang membentuk oksida mangan, yang telah diamati dengan MSL. "
Dari pengiraan mereka, mereka mendapati bahawa sebahagian besar persekitaran bawah permukaan di Marikh melebihi tahap oksigen yang diperlukan untuk pernafasan aerobik (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3) hingga 6 pesanan magnitud. Ini sepadan dengan kadar oksigen di lautan Bumi hari ini, dan lebih tinggi daripada yang ada di Bumi sebelum Kejadian Oksigenasi Besar kira-kira 2,35 bilion tahun yang lalu (10 ^? 13–10 ^? 6 mol m ^? 3).
Penemuan ini menunjukkan bahawa kehidupan masih boleh wujud dalam simpanan air garam bawah tanah dan memberikan penjelasan mengenai pembentukan batuan yang sangat teroksidasi. "MSL's Curiosity rover telah mengesan oksida mangan yang biasanya hanya terbentuk ketika batu berinteraksi dengan batuan yang sangat teroksidasi," kata Stamenkovic. "Oleh itu hasil kami dapat menjelaskan penemuan ini jika air garam sejuk ada dan kepekatan oksigen serupa atau lebih besar daripada hari ini semasa batu-batu itu diubah."
Mereka juga menyimpulkan bahawa mungkin terdapat beberapa lokasi di sekitar wilayah kutub di mana kepekatan O2 yang jauh lebih tinggi ada, yang akan cukup untuk menunjang kewujudan organisma multi-sel yang lebih kompleks seperti span. Sementara itu, persekitaran dengan kelarutan antara mungkin berlaku di kawasan dataran rendah yang lebih dekat dengan khatulistiwa yang mempunyai tekanan permukaan yang lebih tinggi - seperti Hellas dan Amazonis Planitia, dan Arabia dan Tempe Terra.
Dari semua ini, apa yang mulai muncul adalah gambaran bagaimana kehidupan di Marikh dapat bermigrasi di bawah tanah, dan bukan sekadar menghilang. Ketika atmosfer perlahan-lahan dilucutkan dan permukaannya sejuk, air mulai membeku dan bergerak ke tanah dan cache bawah permukaan, di mana cukup oksigen hadir untuk menyokong organisma aerobik yang bebas dari fotosintesis.
Walaupun kemungkinan ini dapat menyebabkan peluang baru dalam mencari kehidupan di Marikh, mungkin sangat sukar (dan tidak disarankan) untuk mencarinya. Sebagai permulaan, misi sebelumnya telah mengelakkan kawasan di Mars dengan kepekatan air kerana takut mencemarkannya dengan bakteria Bumi. Oleh itu mengapa misi yang akan datang seperti NASAMarikh 2020 rover akan difokuskan untuk mengumpulkan sampel tanah permukaan untuk mencari bukti kehidupan masa lalu.
Kedua, sementara kajian ini menunjukkan kemungkinan bahawa kehidupan dapat wujud di cache bawah permukaan di Marikh, ia tidak membuktikan secara pasti bahawa kehidupan masih ada di Planet Merah. Tetapi seperti yang ditunjukkan Stamenkovic, ia membuka pintu untuk penyelidikan baru yang menarik, dan secara asasnya dapat mengubah cara kita melihat Mars:
"Ini menunjukkan bahawa kita masih banyak yang harus belajar tentang potensi hidup di Marikh, tidak hanya masa lalu tetapi juga sekarang. Begitu banyak persoalan yang masih terbuka, tetapi karya ini juga memberi harapan untuk meneroka potensi kehidupan yang masih ada di Marikh hari ini - dengan fokus pada pernafasan aerobik, sesuatu yang sangat tidak dijangka. "
Salah satu implikasi terbesar dari kajian ini adalah bagaimana ia menunjukkan bagaimana Mars dapat mengubah kehidupan dalam keadaan yang berbeza daripada Bumi. Daripada organisma anaerob yang timbul di persekitaran yang berbahaya dan menggunakan fotosintesis untuk menghasilkan oksigen (menjadikan atmosfera sesuai untuk organisma aerobik), Mars dapat memperoleh oksigen melalui batu dan air untuk menampung organisma aerobik dalam persekitaran yang sejuk jauh dari Matahari.
Kajian ini juga dapat memberi implikasi dalam mencari kehidupan di luar Bumi. Walaupun mikroba bawah tanah pada eksoplanet yang sejuk dan kering mungkin tidak seperti definisi ideal untuk "dihuni" bagi kita, ia mewujudkan peluang yang berpotensi untuk mencari kehidupan seperti yang kita lakukan tidak mengetahuinya. Lagipun, mencari kehidupan di luar Bumi akan menjadi terobosan, tidak kira apa bentuknya.
