Kaj imajo skupnega mokre pečine škotskega višavja in suha površina Marsa? Več, kot bi pričakovali. Nasini znanstveniki v približno 1,2 milijarde let starih škotskih kamninah preučujejo sledi davnega mikrobnega življenja. Kar bodo izvedeli na Zemlji, bi jim lahko pomagalo pravilneje razlagati nenavadne sledi, ki jih rover Perseverance odkriva milijone kilometrov stran.

Nasini znanstveniki med terenskim raziskovanjem kamnin v zalivu Stoer na Škotskem. (foto: NASA/Pedro Cota, obrezana slika)

1,2 milijarde let stare kamnine skrivajo pomembne sledi

NASA je 29. septembra predstavila podrobnosti letošnje terenske odprave na severozahodu Škotske. Znanstveniki so se odpravili na območje formacije Stoer, kjer so kamnine nastale pred približno 1,2 milijarde let.

Kraj so izbrali z razlogom. Tamkajšnje kamnine so nastajale v okoljih, ki imajo pomembne podobnosti z nekdanjimi jezeri in rekami na Marsu, hkrati pa hranijo dokaze mikrobnega življenja na Zemlji. Na Zemlji lahko znanstveniki podrobno preučijo kemične in mineralne spremembe, povezane z mikroorganizmi, ter ugotovijo, kaj se je s temi sledmi dogajalo v več kot milijardi let. Ugotovitve lahko nato primerjajo s podatki, ki jih Nasini roverji zbirajo na Marsu.

Zakaj prav Škotska?

Mars je danes mrzel in suh, njegova površina pa kaže, da v daljni preteklosti ni bilo vedno tako. Na planetu so ostanki nekdanjih rečnih dolin, jezerskih okolij in kamninskih plasti, ki pričajo o prisotnosti tekoče vode. Med najbolj zanimivimi območji je krater Jezero, kjer raziskuje rover Perseverance.

Raziskave U.S. Geological Survey (USGS) so pokazale, da so v kraterju Jezero karbonatne kamnine v neposredni bližini jasnih sledov nekdanjega rečno-jezerskega okolja. Takšna okolja so za astrobiologe pomembna tudi zato, ker lahko določene kamnine ohranijo biološke podpise.

Znanstveniki zato na Zemlji iščejo kraje, kjer so kamnine nastajale v primerljivih okoljih in kjer se je zapis davnih procesov ohranil skozi izjemno dolga časovna obdobja. Enega so našli v škotskem višavju.

Nasina skupina Goddard Instrument Field Team je na območju Clachtolla raziskovala obalo in pečine. S prenosnimi instrumenti so že na terenu preverjali mineralno in kemično sestavo kamnin, iskali zanimive strukture in izbirali vzorce za poznejše laboratorijske analize. Delo ni bilo vedno preprosto. Na nekaterih mestih so morali raziskovanje prilagajati plimovanju in mokrim razmeram.

V kamninah iščejo komaj opazne spremembe

Med zanimivejšimi značilnostmi so tako imenovane redukcijske lise. Gre za območja, kjer so kemične reakcije spremenile minerale v kamnini. Na Zemlji so lahko takšni pojavi povezani z delovanjem mikroorganizmov, lahko pa nastanejo tudi brez življenja.

Če na Marsu odkrijejo podobno strukturo, njen videz še ne pove, kaj jo je ustvarilo. Potrebni so dodatni podatki, s katerimi lahko raziskovalci preverijo različne razlage. Na Škotskem imajo za to precej boljše pogoje.

Perseverance je našel nekaj, česar ni mogoče zlahka razložiti

Povezava med škotskimi kamninami in Marsom je postala še zanimivejša zaradi odkritij roverja Perseverance v kraterju Jezero. Rover je tam raziskoval kamnino Cheyava Falls in julija 2024 iz nje odvzel vzorec Sapphire Canyon.

V njej so odkrili dokaze o nekdanji vodi, organske spojine in kemične značilnosti, ki so pritegnile pozornost astrobiologov. Po nadaljnjih analizah so raziskovalci ugotovili, da vzorec vsebuje značilnosti, ki jih NASA Science obravnava kot potencialne biološke podpise.

Pri tem je pomembna beseda »potencialne«. NASA ne trdi, da je Perseverance odkril življenje. Gre za značilnosti, ki bi lahko imele biološki izvor, vendar morajo znanstveniki preveriti tudi druge možne razlage. Škotske kamnine jim pri tem ponujajo možnost precej podrobnejše primerjave.

Dva minerala sta pritegnila posebno pozornost

V kamnini Cheyava Falls je instrument PIXL na roverju Perseverance zaznal tudi vivianit in greigit. Na Zemlji se vivianit pojavlja tudi v sedimentih, šotiščih in okoljih z razpadajočo organsko snovjo, pri nastanku greigita pa lahko sodelujejo nekatere oblike mikrobnega življenja.

Oba minerala lahko nastaneta tudi brez sodelovanja živih organizmov. Raziskovalci zato preučujejo celotno sliko – sestavo kamnine, njeno strukturo, kemične spremembe in okolje, v katerem je nastala. Katera razlaga je verjetnejša, lahko pokaže šele kombinacija različnih podatkov.

Na Zemlji lahko naredijo nekaj, česar rover ne more

Perseverance je eden najnaprednejših roverjev, kar jih je človeštvo poslalo na drug svet. A laboratorija na Zemlji ne more nadomestiti. Na Škotskem lahko znanstveniki vzorec vzamejo v roke, ga odnesejo v laboratorij in analizirajo z velikimi ter občutljivimi napravami, ki jih na Mars ni mogoče poslati skupaj z roverjem.

To zdaj čaka vzorce z letošnje odprave. Raziskovalci bodo podrobneje preverili njihovo kemično in mineralno sestavo ter skušali rekonstruirati procese, ki so kamnine spreminjali skozi več kot milijardo let.

Zanima jih tudi, kako dobro se sledi nekdanjega življenja sploh ohranijo. Nekatere lahko čas zabriše, druge poznejši geološki procesi spremenijo, tretje pa lahko na videz posnemajo pojavi, ki z življenjem nimajo nič skupnega. Na Marsu je takšne razlike veliko težje razvozlati.

Ko Zemlja postane laboratorij za druge svetove

Škotska ni edini kraj, kjer znanstveniki iščejo odgovore na vprašanja o drugih planetih. Puščave, ledeniki, vulkanska območja in zelo stare kamnine uporabljajo kot tako imenovane planetarne analoge. Gre za kraje, kjer lahko raziskujejo procese, podobne tistim, ki so se dogajali ali se še dogajajo na drugih svetovih.

Tam preizkušajo instrumente in načine zbiranja podatkov, hkrati pa preverjajo svoje razlage. Če instrument na Marsu zazna določeno kemično sled, lahko znanstveniki na Zemlji podoben pojav preučijo z več metodami in ugotovijo, koliko različnih procesov ga lahko povzroči.

Letošnjo škotsko odpravo je vodila skupina Goddard Instrument Field Team iz Nasinega Goddardovega centra za vesoljske polete, sodelovali pa so tudi strokovnjaki drugih raziskovalnih ustanov.

Člani Nasine raziskovalne ekipe in sodelujoči znanstveniki med odpravo na Škotskem. (foto: NASA/Pedro Cota, obrezana slika)

Velika vprašanja se začnejo z majhnimi sledmi

Pri raziskovanju Marsa so lahko pomembne podrobnosti, ki bi jih človek na prvi pogled zlahka spregledal. Tudi rover Curiosity je na drugem območju rdečega planeta naletel na nenavadne približno centimeter velike vdolbine v kamninah. Kot smo poročali v članku o tem, kaj je Curiosity odkril med raziskovanjem marsovskih kamnin, njihov videz še ne razkriva, kako so nastale.

Podobno velja za Perseverance. Lise, organske spojine in zanimivi minerali so namigi. Težji del pride pozneje, ko je treba ugotoviti, kateri proces jih je ustvaril.

Na Škotskem imajo znanstveniki pri tem pomembno prednost. Eno samo kamnino lahko pregledajo na več načinov, preverijo njeno okolico in njeno zgodovino sestavljajo košček za koščkom.

Če bodo bolje razumeli, katere sledi v približno 1,2 milijarde let starih kamninah so povezane z nekdanjimi mikroorganizmi in katere lahko ustvarijo neživi procesi, bodo imeli boljše merilo tudi za presojo tega, kar Perseverance odkriva milijone kilometrov stran.

Škotska ne bo dala dokončnega odgovora na vprašanje, ali je na Marsu nekoč obstajalo življenje. Lahko pa znanstvenikom pomaga prepoznati sledi, ki bi nas nekega dne pripeljale do njega.