Kehidupan Awal di Marikh Mungkin Menghapuskan Kehidupan Awal di Marikh, Kajian Baharu Mencadangkan

Kehidupan mungkin telah melenyapkan dirinya pada awalnya Marikh. Itu tidak masuk akal seperti yang didengar; itulah yang berlaku di Bumi.

Tetapi kehidupan di Bumi berkembang dan berterusan, manakala di Marikh, ia tidak.

Bukti menunjukkan Marikh pernah hangat dan basah serta mempunyai suasana. Pada zaman dahulu Zaman Nuh, antara 3.7 bilion dan 4.1 bilion tahun yang lalu, Marikh juga mempunyai air permukaan. Jika ini betul, Marikh mungkin boleh didiami (walaupun itu tidak semestinya bermakna ia telah didiami.)

Satu kajian baru menunjukkan bahawa awal Marikh mungkin bersikap ramah terhadap sejenis organisma yang hidup subur dalam persekitaran yang melampau di Bumi. Metanogen tinggal di tempat seperti lubang hidroterma di dasar lautan, di mana mereka menukar tenaga kimia daripada persekitaran mereka dan membebaskan metana sebagai bahan buangan. Kajian menunjukkan bahawa metanogen mungkin telah berkembang maju di bawah tanah di Marikh.

Kajian itu adalah “Kebolehdiaman awal Marikh dan penyejukan global oleh metanogen berasaskan H2.“Ia diterbitkan dalam Astronomi Alam, dan pengarang kanan ialah Regis Ferrière dan Boris Sauterey. Ferrière ialah seorang profesor di Jabatan Ekologi dan Biologi Evolusi Universiti Arizona, dan Sauterey ialah bekas rakan pasca doktoral dalam kumpulan Ferrière yang kini berada di Sorbonne.

“Kajian kami menunjukkan bahawa bawah tanah, awal Marikh berkemungkinan besar boleh didiami oleh mikrob metanogenik,” Ferrière berkata dalam kenyataan akhbar. Walau bagaimanapun, pengarang jelas bahawa mereka tidak mengatakan bahawa kehidupan pasti wujud di planet ini.

Akhbar itu mengatakan bahawa mikrob akan tumbuh subur di dalam batu berliang dan berair yang melindungi mereka daripada sinaran UV dan sinaran kosmik. Persekitaran bawah tanah juga akan menyediakan suasana meresap dan suhu sederhana yang membolehkan metanogen berterusan.

Para penyelidik memberi tumpuan kepada metanogen hidrogenotropik, yang mengambil H2 dan CO2 dan menghasilkan metana sebagai sisa. Jenis metanogenesis ini adalah salah satu metabolisme terawal yang berkembang di Bumi. Walau bagaimanapun, “…daya maju di awal Marikh tidak pernah dinilai secara kuantitatif,” akhbar itu berkata.

Sehingga kini.

Terdapat perbezaan kritikal antara Marikh dan Bumi purba mengenai penyelidikan ini. Di Bumi, kebanyakan hidrogen diikat dalam molekul air, dan sangat sedikit yang terhasil dengan sendirinya. Tetapi di Marikh, ia banyak terdapat di atmosfera planet.

Hidrogen itu boleh menjadi bekalan tenaga metanogen awal yang diperlukan untuk berkembang maju. Hidrogen yang sama akan membantu memerangkap haba di atmosfera Marikh, memastikan planet ini boleh dihuni.

“Kami fikir Marikh mungkin lebih sejuk sedikit daripada Bumi pada masa itu, tetapi tidak sedingin sekarang, dengan suhu purata berlegar berkemungkinan besar di atas takat beku air,” Ferrière berkata.

“Walaupun Marikh semasa telah digambarkan sebagai kiub ais yang dilitupi habuk, kami membayangkan awal Marikh sebagai planet berbatu dengan kerak berliang, direndam dalam air cair yang mungkin membentuk tasik dan sungai, mungkin juga laut atau lautan.”

Di Bumi, air adalah sama ada air masin atau air tawar. Tetapi di Marikh, perbezaan itu mungkin tidak diperlukan. Sebaliknya, semua air itu berair, menurut ukuran spektroskopi batuan permukaan Marikh.

Pasukan penyelidik menggunakan model iklim, kerak, dan atmosfera Marikh untuk menilai metanogen di Marikh purba. Mereka juga menggunakan model komuniti ekologi mikrob seperti Bumi yang memetabolismekan hidrogen dan karbon.

Dengan bekerja dengan model ekosistem ini, para penyelidik dapat meramalkan sama ada populasi metanogen dapat bertahan. Tetapi mereka pergi lebih jauh; mereka dapat meramalkan apakah kesan populasi ini terhadap persekitaran mereka.

“Apabila kami telah menghasilkan model kami, kami meletakkannya untuk berfungsi di kerak Marikh – secara kiasan,” berkata pengarang pertama kertas itu, Boris Sauterey.

“Ini membolehkan kami menilai betapa munasabahnya biosfera bawah tanah Marikh. Dan jika biosfera sedemikian wujud, bagaimana ia akan mengubah suai kimia kerak Marikh, dan bagaimana proses dalam kerak ini akan menjejaskan komposisi kimia atmosfera. .”

“Matlamat kami adalah untuk membuat model kerak Marikh dengan campuran batu dan air masin, membiarkan gas dari atmosfera meresap ke dalam tanah, dan melihat sama ada metanogen boleh hidup dengan itu,” berkata Ferière. “Dan jawapannya, secara amnya, ya, mikrob ini boleh mencari nafkah di kerak planet.”

Persoalannya menjadi, sejauh mana anda perlu pergi untuk mencarinya? Ini soal keseimbangan, menurut para penyelidik.

Walaupun atmosfera mengandungi banyak hidrogen dan karbon yang boleh digunakan oleh organisma untuk tenaga, permukaan Marikh masih sejuk. Tidak beku seperti hari ini, tetapi jauh lebih sejuk daripada Bumi moden.

Mikroorganisma akan mendapat manfaat daripada suhu yang lebih panas di bawah tanah, tetapi semakin dalam anda pergi, semakin sedikit hidrogen dan karbon yang tersedia.

“Masalahnya ialah walaupun pada awal Marikh, ia masih sangat sejuk di permukaan, jadi mikrob perlu masuk lebih dalam ke dalam kerak untuk mencari suhu yang boleh dihuni,” Sauterey berkata.

“Persoalannya ialah sejauh mana biologi perlu pergi untuk mencari kompromi yang betul antara suhu dan ketersediaan molekul dari atmosfera yang mereka perlukan untuk berkembang? Kami mendapati bahawa komuniti mikrob dalam model kami akan menjadi paling gembira dalam beberapa ratus bahagian atas meter.”

Mereka akan kekal bersarang di kerak atas untuk masa yang lama. Tetapi apabila komuniti mikrob berterusan, mengambil hidrogen dan karbon dan melepaskan metana, mereka akan mengubah persekitaran.

Pasukan itu memodelkan semua proses di atas dan di bawah tanah dan bagaimana mereka akan mempengaruhi satu sama lain. Mereka meramalkan maklum balas iklim yang terhasil dan bagaimana ia mengubah suasana Marikh.

Pasukan itu mengatakan bahawa dari masa ke masa, metanogen akan memulakan penyejukan iklim global kerana mereka mengubah solekan kimia atmosfera. Air masin dalam kerak akan membeku ke kedalaman yang lebih besar dan lebih besar apabila planet menjadi sejuk.

Penyejukan itu akhirnya akan menjadikan permukaan Marikh tidak dapat didiami. Apabila planet menjadi sejuk, organisma itu akan didorong lebih jauh ke bawah tanah, jauh dari kesejukan.

Tetapi keliangan dalam regolith akan tersumbat oleh ais, menghalang atmosfera daripada mencapai kedalaman tersebut, dan menyebabkan kebuluran tenaga metanogen.

“Menurut keputusan kami, atmosfera Marikh akan berubah sepenuhnya oleh aktiviti biologi dengan sangat pantas, dalam masa beberapa puluh atau ratusan ribu tahun,” Sauterey berkata. “Dengan mengeluarkan hidrogen dari atmosfera, mikrob akan menyejukkan iklim planet secara dramatik.”

Setiap baris mewakili takat beku untuk jenis air garam yang berbeza. Skala warna oren mewakili ketinggian. Kawasan berlorek putih bertindih sepadan dengan kebarangkalian ais permukaan. (Boris Sauterey dan Regis Ferrière)

Keputusan? Kepupusan.

“Masalah yang akan dihadapi oleh mikrob ini ialah atmosfera Marikh pada dasarnya hilang, menipis sepenuhnya, jadi sumber tenaga mereka akan hilang, dan mereka terpaksa mencari sumber tenaga alternatif,” Sauterey berkata.

“Selain itu, suhu akan turun dengan ketara, dan mereka perlu pergi lebih dalam ke dalam kerak. Buat masa ini, sangat sukar untuk mengatakan berapa lama Marikh akan kekal didiami.”

Para penyelidik juga mengenal pasti tempat di permukaan Marikh di mana misi masa depan mempunyai peluang terbaik untuk mencari bukti kehidupan purba planet itu.

“Populasi berhampiran permukaan akan menjadi yang paling produktif, oleh itu memaksimumkan kemungkinan biomarker yang dipelihara dalam kuantiti yang boleh dikesan, ” penulis tulis dalam kertas mereka. “Beberapa meter pertama kerak Marikh juga merupakan yang paling mudah diakses untuk penerokaan memandangkan teknologi yang sedang dimulakan pada rover Marikh.”

Menurut penyelidik, Hellas Planitia adalah tempat terbaik untuk mencari bukti kehidupan bawah tanah awal ini kerana ia kekal bebas ais. Malangnya, wilayah itu adalah rumah kepada ribut debu yang kuat dan tidak sesuai untuk penerokaan rover. Menurut penulis, jika penjelajah manusia pernah melawat Marikh, maka Hellas Planitia adalah tapak penerokaan yang ideal.

Kehidupan di Marikh purba bukan lagi idea revolusioner dan sudah lama tidak wujud. Jadi bahagian yang lebih menarik dalam penyelidikan ini mungkin bagaimana kehidupan awal mengubah persekitarannya. Itu berlaku di Bumi dan membawa kepada perkembangan kehidupan yang lebih kompleks selepas itu Acara Oksigenasi Hebat (GOE.)

Bumi Awal juga didiami oleh bentuk hidupan sederhana. Tetapi Bumi berbeza; organisma mengembangkan laluan baharu untuk memanfaatkan tenaga. Tiada oksigen di atmosfera awal Bumi, dan penduduk pertama Bumi hidup subur tanpa kehadirannya. Kemudian along datang sianobakteriayang menggunakan fotosintesis untuk tenaga dan menghasilkan oksigen sebagai hasil sampingan.

Cyanobacteria menyukai oksigen, dan penyewa pertama Bumi tidak menyukainya. Cyanobacteria tumbuh dalam tikar yang mencipta kawasan air beroksigen di sekeliling mereka di mana mereka berkembang maju.

Akhirnya, cyanobacteria mengoksidakan lautan dan atmosfera sehingga Bumi menjadi toksik kepada hidupan lain. Metanogen dan kehidupan awal Bumi yang lain tidak dapat mengendalikan oksigen.

Para saintis tidak begitu menyebut kematian semua organisma primitif itu sebagai kepupusan, tetapi perkataan itu semakin hampir. Sesetengah mikrob purba atau keturunannya bertahan di Bumi zaman moden, didorong ke dalam persekitaran yang kurang oksigen.

Tetapi itu adalah Bumi. Di Marikh, tiada lompatan evolusi ke dalam fotosintesis atau sesuatu yang lain yang membawa kepada cara baharu untuk memperoleh tenaga. Akhirnya, Marikh menjadi sejuk dan membeku serta kehilangan atmosferanya. Adakah Marikh sudah mati sekarang?

Ada kemungkinan kehidupan Marikh mendapat perlindungan di lokasi terpencil di kerak planet.

A kajian 2021 menggunakan pemodelan untuk menunjukkan bahawa mungkin terdapat sumber hidrogen dalam kerak Marikh, yang mengisi semula dirinya. Kajian menunjukkan bahawa unsur radioaktif dalam kerak boleh memecahkan molekul air dengan radiolisis, menjadikan hidrogen tersedia untuk metanogen. Radiolisis telah membenarkan komuniti bakteria terpencil dalam retakan yang dipenuhi air dan liang-liang dalam kerak bumi untuk bertahan selama berjuta-juta, bahkan mungkin berbilion tahun.

Dan juga Balai Cerap Karbon Dalam mendapati bahawa hidupan yang tertimbus dalam kerak bumi mengandungi sehingga 400 kali ganda jisim karbon semua manusia. DCO juga mendapati bahawa biosfera bawah permukaan dalam adalah hampir dua kali ganda isipadu lautan dunia.

Mungkinkah masih ada kehidupan di kerak Marikh, memakan hidrogen yang dihasilkan oleh radiolisis? Ada yang membingungkan pengesanan metana dalam suasana yang masih tidak dapat dijelaskan.

Ramai saintis berpendapat bahawa bawah permukaan Marikh adalah tempat yang paling mungkin dalam Sistem Suria untuk menampung kehidupan, selain Bumi, sudah tentu. (Maaf, Europa.) Mungkin ada, dan mungkin kita akan menemuinya suatu hari nanti.

Artikel ini pada asalnya diterbitkan oleh Alam Semesta Hari Ini. Membaca artikel asal.

We would love to say thanks to the author of this article for this incredible material

Kehidupan Awal di Marikh Mungkin Menghapuskan Kehidupan Awal di Marikh, Kajian Baharu Mencadangkan


We have our social media profiles here , as well as additional related pages here.https://paw6.info/related-pages/