Selama beberapa dekad kebelakangan ini, kajian berterusan kami mengenai Marikh telah mendedahkan beberapa perkara yang sangat menarik mengenai planet ini. Pada tahun 1960-an dan awal 70-an, Pelaut Penyelidikan menunjukkan bahawa Marikh adalah planet kering dan sejuk yang kemungkinan besar tidak mempunyai nyawa. Tetapi ketika pemahaman kita tentang planet ini semakin mendalam, telah diketahui bahawa Mars pernah mempunyai lingkungan yang lebih hangat dan basah yang dapat menopang kehidupan.
Ini seterusnya telah mengilhami banyak misi yang bertujuan untuk mencari bukti kehidupan masa lalu ini. Soalan utama dalam carian ini, bagaimanapun, adalah di mana mencarinya dan apa yang harus dicari? Dalam kajian baru yang diketuai oleh penyelidik dari University of Kansas, sekumpulan saintis antarabangsa mengesyorkan agar misi masa depan harus mencari vanadium. Unsur langka ini, menurut mereka, dapat menunjukkan jalan menuju bukti kehidupan yang berfosil.
Kajian mereka, yang berjudul "Pencitraan Vanadium dalam Mikrofosil: Biosignature Potensi Baru", baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Astrobiologi. Diketuai oleh Craig P. Marshall, seorang profesor geologi bersekutu di University of Kansas, pasukan antarabangsa itu merangkumi anggota dari Argonne National Laboratory, Bahagian Perkhidmatan Teknikal Geologi Saudi Aramco, University of Liege, dan University of Sydney.
Untuk menjadi jelas, mencari tanda-tanda kehidupan di planet seperti Marikh bukanlah tugas yang mudah. Seperti yang ditunjukkan oleh Craig Marshall dalam siaran akhbar University of Kansas:
"Anda telah menyelesaikan pekerjaan anda jika anda melihat batuan sedimen kuno untuk mikrofosil di Bumi - dan lebih-lebih lagi di Marikh. Di Bumi, batu-batu itu berada di sini selama 3,5 miliar tahun, dan perlanggaran dan pelarasan tektonik telah memberikan banyak tekanan dan tekanan pada batu. Juga, batu-batu ini dapat dikuburkan, dan suhu meningkat dengan kedalaman. "
Dalam makalah mereka, Marshall dan rakan-rakannya mengesyorkan agar misi seperti NASA Marikh 2020 rover, ESA ExoMars 2020 rover, dan misi permukaan yang dicadangkan lain dapat menggabungkan spektroskopi Raman dengan pencarian vanadium untuk mencari bukti kehidupan fosil. Di Bumi, unsur ini telah dijumpai dalam minyak mentah, asfalt, dan serpih hitam yang telah terbentuk oleh peluruhan perlahan bahan organik biologi.
Sebagai tambahan, ahli paleontologi dan ahli astrobiologi telah menggunakan spektroskopi Raman - teknik yang mendedahkan komposisi selular sampel - di Marikh untuk beberapa waktu untuk mencari tanda-tanda kehidupan. Dalam hal ini, penambahan vanadium akan menyediakan bahan yang akan bertindak sebagai biosignature untuk mengesahkan adanya kehidupan organik dalam sampel yang dikaji. Seperti yang dijelaskan oleh Marshall:
"Orang-orang berkata," Jika kelihatan seperti kehidupan dan mempunyai isyarat karbon Raman, maka kita akan hidup. Tetapi, tentu saja, kita tahu mungkin ada bahan berkarbonat yang dibuat dalam proses lain - seperti dalam lubang hidrotermal - selaras dengan rupa seperti mikrofosil yang juga mempunyai beberapa isyarat karbon. Orang juga membuat struktur karbon yang luar biasa yang kelihatan seperti mikrofosil - sama persis. Oleh itu, kita berada di satu titik sekarang di mana sangat sukar untuk mengetahui apakah kehidupan hanya berdasarkan morfologi dan spektroskopi Raman. "
Ini bukan kali pertama Marshall dan rakan penulisnya menganjurkan penggunaan vanadium untuk mencari tanda-tanda kehidupan. Itulah topik pembentangan yang mereka buat pada Persidangan Sains Astrobiologi pada tahun 2015. Terlebih lagi, Marshall dan pasukannya menekankan bahawa mungkin untuk melakukan teknik ini menggunakan instrumen yang sudah menjadi sebahagian daripada NASA Marikh 2020 misi.
Kaedah yang dicadangkan mereka juga melibatkan teknik baru yang dikenali sebagai mikroskopi pendarfluor sinar-X, yang melihat komposisi unsur. Untuk menguji teknik ini, pasukan meneliti mikrofosil berdinding organik yang diubah secara termal yang pernah menjadi bahan organik) yang disebut acritarchs). Dari data mereka, mereka mengesahkan bahawa jejak vanadium terdapat dalam mikrofosil yang berasal dari organik.
"Kami menguji acritarchs untuk membuat bukti konsep pada mikrofosil di mana tidak ada keraguan bahawa kita melihat biologi kuno yang terpelihara," kata Marshall. “Zaman mikrofosil ini kita anggap Devonian. Orang-orang ini adalah mikroorganisma akuatik - mereka dianggap mikroalga, sel eukariotik, lebih maju daripada bakteria. Kami menemui kandungan vanadium yang anda harapkan dalam bahan sianobakteria. "
Kehidupan mikro-fosil ini, mereka berpendapat, mungkin tidak begitu berbeza dengan jenis kehidupan yang mungkin ada di Mars berbilion tahun yang lalu. Penyelidikan saintifik lain juga menunjukkan bahawa vanadium adalah hasil sebatian organik (seperti klorofil) dari organisma hidup yang mengalami proses transformasi yang disebabkan oleh panas dan tekanan (iaitu perubahan diagenetik).
Dengan kata lain, setelah makhluk hidup mati dan dikuburkan dalam sedimen, vanadium terbentuk di dalam tinggalannya akibat terkubur di bawah lapisan batu yang semakin banyak - iaitu fosilisasi. Atau, seperti yang dijelaskan oleh Marshall:
"Vanadium menjadi kompleks dalam molekul klorofil. Klorofil biasanya mempunyai magnesium di tengah - di bawah pengebumian, vanadium menggantikan magnesium. Molekul klorofil terjerat dalam bahan berkarbon, sehingga memelihara vanadium. Seolah-olah anda mempunyai tali yang tersimpan di garaj anda dan sebelum anda meletakkannya anda membungkusnya sehingga anda dapat membongkarnya pada saat anda memerlukannya. Tetapi lama-kelamaan di lantai garaj ia menjadi kusut, barang-barang terperangkap di dalamnya. Walaupun anda menggoyangkan tali itu, perkara tidak akan keluar. Ini kekacauan. Begitu juga, jika anda melihat bahan berkarbonat, terdapat kepingan karbon yang kusut dan vanadium dicampurkan. "
Karya ini disokong oleh Geran Penyelidikan Antarabangsa ARC (IREX) - yang menaja penyelidikan yang berusaha mencari biosignature untuk kehidupan ekstraselular - dengan sokongan tambahan dari Australian Synchrotron dan Advanced Photon Source di Argonne National Laboratory. Ke depan, Marshall dan rakan-rakannya berharap dapat melakukan kajian lanjutan yang akan melibatkan penggunaan spektroskopi Raman untuk mengkaji bahan karbon.
Pada masa ini, kajian mereka nampaknya menarik minat Agensi Angkasa Eropah. Howell Edwards, yang juga melakukan penyelidikan menggunakan spektroskopi Raman (dan siapa pekerjaannya telah disokong oleh geran ARC), adalah sebahagian daripada pasukan Mars Explorer ESA, di mana dia bertanggungjawab untuk instrumen di ExoMars 2020 rover. Tetapi, seperti yang ditunjukkan Marshall, pasukan itu juga berharap agar NASA mempertimbangkan kajian mereka:
"Semoga seseorang di NASA membaca koran. Cukup menarik, saintis yang menjadi penyiasat utama spektrometer sinar-X untuk prob angkasa, mereka menyebutnya PIXL, adalah pelajar siswazah pertamanya dari Universiti Macquarie, sebelum zaman KU. Saya rasa saya akan menghantar surat kabar kepadanya dan berkata, 'Ini mungkin menarik.' "
Dekad berikutnya dijangka menjadi masa yang sangat baik untuk misi penerokaan ke Marikh. Banyak peninjau akan menjelajah permukaan, dengan harapan dapat menemui bukti kehidupan yang sukar difahami. Misi-misi ini juga akan membantu membuka jalan bagi misi kru NASA ke Mars menjelang 2030-an, yang akan menyaksikan angkasawan mendarat di permukaan Planet Merah untuk pertama kalinya dalam sejarah.
Sekiranya, sebenarnya, misi ini menemui bukti kehidupan, ia akan memberi kesan mendalam kepada semua misi masa depan ke Marikh. Ini juga akan memberi kesan yang sangat besar terhadap persepsi manusia terhadap dirinya sendiri, lama-lama mengetahui bahawa berbilion tahun yang lalu, kehidupan tidak muncul di Bumi sahaja!
