Najstarsze skamieniałości Ziemi dają nam wskazówki na temat życia na Marsie

Kiedy naukowcy z Grenlandii ogłosili odkrycie najstarszych skamielin życia, jakie kiedykolwiek znaleziono, społeczność naukowa była zaintrygowana. Skały o powierzchni 3,7 miliarda lat z Grenlandii są stromatolitami, zawierającymi skamieniałe szczątki złożonych drobnoustrojów zwykle występujących w płytkich wodach. Przedstawiają formy życia znacznie bardziej ewolucyjnie zaawansowane niż to, co naukowcy sądzili, że są możliwe w tym momencie w historii Ziemi.

Ale implikacje tych odkryć wykroczyły daleko poza granice Ziemi - wpłynęły na samą przyszłość astrobiologii lub poszukiwanie wymarłego lub istniejącego życia pozaziemskiego.

Aby zrozumieć, dlaczego, pamiętaj, że Ziemia została uformowana 4,6 miliarda lat temu, ale nie została owinięta starannie z łukiem na szczycie. Zamiast tego nasza planeta była jak każde inne niemowlę: niestabilne, gwałtowne i nieprzewidywalne. Znaczna część powierzchni była nadal stopioną lawą, która się ochładzała, i była uderzana przez gigantyczne asteroidy i kosmiczne śmieci wciąż wirujące wokół Układu Słonecznego.

Od 4,1 do 3,8 miliarda lat temu, bicie stawało się bardzo złe w okresie, który naukowcy nazywają późnym ciężkim bombardowaniem (LHB). Wcześniej sądzono, że tempo, w jakim Ziemia została uderzona kolizją, wystarczyło, aby zniszczyć wszelkie istniejące formy życia i zasadniczo zmienić Ziemię w sterylną.

Więc co skamielina złożonego życia mikrobiologicznego sprzed 3,7 miliarda lat temu mówi nam o poszukiwaniach istot pozaziemskich? Właściwie trzy możliwości.

W pierwszym i najbardziej nudnym przypadku skamieniałości mogą być po prostu dowodem na to, że LHB był w rzeczywistości mniej wrogi i gwałtowny niż początkowo sądziliśmy. Wczesne życie faktycznie żyło w spokojniejszym środowisku niż zakładaliśmy. To objawienie byłoby fascynujące dla badaczy odkrywających historię samej Ziemi, ale jest mniej istotne dla astrobiologii w odniesieniu do istot pozaziemskich.

Odkrycie to może również oznaczać, że pierwsze organizmy na Ziemi były w stanie wytrzymać brutalne warunki środowiskowe, twierdzi Penelope Boston, dyrektor Instytutu Astrobiologii NASA. Własne centrum pracy Bostonu skupia się na badaniu życia w bardzo nietypowych środowiskach na Ziemi - miejscach o ekstremalnych temperaturach, ciśnieniach, stężeniach soli, poziomach pH, ​​stężeniach metali ciężkich i ekspozycji na światło słoneczne, by wymienić tylko kilka. „Życie wciąż zaskakuje nas na tej planecie tym, co jest w stanie zrobić, więc myślę, że to uzasadniona sugestia” - mówi Boston.

Największe implikacje skamieniałości Grenlandii mają związek z samym układem słonecznym. W końcu na Ziemi jest wiele organizmów, które wyewoluowały, aby przetrwać, a nawet rozwijać się w piekielnych warunkach niezbyt różniących się od Marsa lub „światach oceanu”, takich jak księżyc Jowisza Europa czy księżyc Saturna Enceladus. Nie jest już szalone myślenie, że istoty pozaziemskie mogą być uzbrojone pod naciskiem podpowierzchniowego gejzeru lub wytrzymać promienie UV, które smażyłyby nasze własne twarze.

Nowe skamieniałości mogą być szczególnie zachęcające do badań astrobiologicznych na Marsie. Boston twierdzi, że stromatolity są całkiem dobrym analogiem do prób polowania na wczesne formy życia na Marsie. Wiemy, że Mars był kiedyś cieplejszą planetą obfitującą w jeziora i inne rozległe zbiorniki wodne. Zaledwie kilka tygodni temu naukowcy z Marsa odkryli rozległą sieć starożytnych koryt rzek liczących 4 miliardy lat.

„Dziś nie widzimy płodnego życia, ale mogło być w przeszłości”, mówi John Rummel, były starszy naukowiec astrobiologii w NASA i obecny profesor biologii na Uniwersytecie Wschodniej Karoliny. Odwrotność. Rummel wskazuje na południowe wyżyny Marsa jako „interesującą perspektywę” dla badań astrobiologicznych, które mogłyby posiadać oznaki aktywności biologicznej.

Z drugiej strony odkrycie skamieniałości może oznaczać, że pierwsze organizmy prawdopodobnie nie są tak odporne, jak sądziliśmy, ale po prostu ewoluowały niezwykle szybko w ciągu zaledwie kilkuset milionów lat po LHB, zmieniając scenariusz na przekonanie, że mieszkalność okna dla planet we wszechświecie są krótkie i wąskie.

Uważa się, że ewolucja życia przyspieszyła i ukształtowała transformację Ziemi w bardziej nadający się do zamieszkania świat, jak pętla pozytywnego sprzężenia zwrotnego: gdy organizmy stały się bardziej złożone, opracowały mechanizmy biologiczne, które pochłaniały dwutlenek węgla i generowały wolny tlen - co pomogło powstają tlenowe formy życia, które wkrótce stały się nieodwołalnie niezbędne dla naturalnych procesów, takich jak obieg wody lub cykl azotowy. Procesy te są zasadniczo związane z życiem i odwrotnie.

Jednak niektóre kręgi astrobiologii wysunęły niedawno pomysł, że jeśli planeta ma ustanowić i utrzymywać stabilną wersję mieszkalności, taką jak Ziemia, musi sprawić, by te złożone formy życia ewoluowały szybko… co oznacza, że ​​okno mieszkalne jest krótkie, i pewnie dlatego nie znaleźliśmy jeszcze istot pozaziemskich.

Ale nowe skamieniałości mogą być znakiem, że okna mieszkalne są w rzeczywistości nie tak wąskie, ponieważ organizmy są w stanie ewoluować szybciej niż sobie wyobrażaliśmy. W rzeczywistości odkrycia są niezwykle zachęcające do badania egzoplanet krążących wokół gwiazd, które początkowo zakładały, że są zbyt młode, by żyły żywicielami, lub większych gwiazd, które wypalają się znacznie szybciej niż mniejsze.

Jak dotąd jest zbyt wiele pytań bez odpowiedzi dotyczących skamieniałości, które uniemożliwiają nam wyciągnięcie jakichkolwiek wniosków. Aditya Chopra, badaczka astrobiologii z Australian National University w Canberra, niedawno opracowała badanie, które popiera ideę małych okien mieszkalnych. „Nie wiemy jeszcze, czy te społeczności drobnoustrojów liczące 3,7 miliarda lat były wystarczająco złożone i rozpowszechnione, aby modulować obfitość szklarni na skalę planetarną, aby przeciwdziałać abiotycznym cyklom sprzężenia zwrotnego prowadzącym do ogrzewania drogi startowej, jak na Wenus lub chłodzenia na Marsie - mówi Odwrotność.

Boston odrzuca ideę wąskich okien mieszkalnych na całe życie, ale nie wierzy, że jakikolwiek scenariusz jest bardziej wiarygodny niż drugi. „Myślę, że jest to model bardzo zorientowany na Ziemię” - mówi. „Kiedy patrzę na oszałamiającą liczbę gwiazd w naszej galaktyce, liczbę planet, które odkryliśmy i nadal odkrywamy, po prostu mamy liczby po naszej stronie. Może się zdarzyć, że w dowolnym układzie słonecznym istnieje tylko jedna lub dwie planety, które mogą być życiodajne. Ale kiedy patrzysz na wszechświat jako całość, myślę, że jest to prawdopodobnie bardzo powszechne zjawisko. ”

Boston podkreśla, że ​​zdolność do zamieszkania i poszukiwanie organizmów w przeszłości lub obecnie na innych światach muszą być rozpatrywane indywidualnie. Ale nigdy nie było lepszego czasu na bycie astrobiologiem: Chopra uważa, że ​​skamieniałości Grenlandii są kolejnym dowodem na to, jak ważne są interdyscyplinarne badania w poszukiwaniu i zrozumieniu życia pozaziemskiego. Boston zgadza się: To wspaniałe, że żyjemy w erze, w której trzęsienie ziemi jest produkowane w tak niesamowitym tempie.

„To po prostu oszałamiające. Wszystkie te rzeczy są tylko wieczną radością ”.