Od lat poszukiwanie śladów życia na Marsie skupia się wokół poszukiwania wody. Życie w naszym ziemskim rozumieniu nie może bowiem istnieć bez niej. Obecnie Mars jest czerwoną zmarzniętą pustynią, jednak wielu naukowców uważa, że miliardy lat temu mógł tam panować całkowicie odmienny klimat – ciepły i wilgotny.
Z drugiej strony 4 miliardy lat temu nasze Słońce było znacznie słabsze niż dziś. Oznacza to, że temperatury na starożytnym Marsie nie przekroczyłyby progu topnienia lodu. Jednak cechy geologiczne Marsa wskazują, że w okresie noachijskim (między 3,7 a 4,1 miliarda lat temu) Czerwona Planeta prawdopodobnie miała pod dostatkiem wody w stanie ciekłym.
Mamy tu do czynienia z tzw. paradoksem słabego Słońca – nierozwiązaną rozbieżnością między obecnością wody w stanie ciekłym (głównie we wczesnej fazie ewolucji Ziemi), a faktem iż w tej fazie rozwoju Układu Słonecznego, ówczesna moc Słońca wynosiła 70% jego współczesnej mocy.
Naukowcy z Rutgers University postanowili przyjrzeć się Marsowi, uwzględniając paradoks słabego Słońca. Zwrócili uwagę, że skaliste planety w Układzie Słonecznym, jak Ziemia, Wenus, Merkury i Mars, zawierają pierwiastki wytwarzające ciepło poprzez rozpad radioaktywny (uran, potas i tor). Ten rodzaj ogrzewania wystarczyłby, aby stopić grube warstwy lodu i doprowadzić do „powstania” wody w stanie ciekłym, nawet przy słabej mocy Słońca.
Na Ziemi ten rodzaj ogrzewania, zwany ciepłem geotermalnym, można zaobserwować w jeziorach subglacjalnych tworzących się w częściach pokrywy lodowej Antarktydy Zachodniej, w kanadyjskiej Arktyce i na Grenlandii. Zjawisko ciepła geotermalnego może również wyjaśniać obecność ciekłej wody na Marsie 4 miliardy lat temu – uznali autorzy badania.
Życie na Marsie
Naukowcy wykorzystali różne zbiory danych, aby przetestować swoją teorię. Dane te obejmowały m.in. grubość pokładów lodu na południowych wyżynach Marsa oraz szacunki dotyczące średniej rocznej temperatury na powierzchni Czerwonej Planety, a także szacowanego przepływu ciepła z wnętrza Marsa na powierzchnię 4 miliardy lat temu. Wykorzystując modelowanie komputerowe naukowcy odkryli, że podpowierzchniowe topnienie pokryw lodowych, doprowadziłoby do obfitości wód gruntowych na Marsie.
„Nawet jeśli w symulacjach komputerowych gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla i para wodna, są wpompowywane do wczesnej marsjańskiej atmosfery, modele klimatyczne wciąż mają trudności z utrzymaniem długotrwale ciepłego i mokrego Marsa. Ja i moi współpracownicy sugerujemy, że paradoks słabego Słońca można by przynajmniej częściowo uwzględnić, gdyby Mars miał w przeszłości wysokie ciepło geotermalne” – twierdzi główna autorka badań Lujendra Ojha, ze School of Arts and Sciences na Rutgers University-New Brunswick w artykule w Science Advances.
Naukowcy uznali, że ze względu na niekorzystne warunki na powierzchni, aby zapewnić stabilną obecność wody w stanie ciekłym na Marsie, musiałaby się ona znajdować pod powierzchnią planety.
„Niezależnie od faktycznej natury starożytnego marsjańskiego klimatu, obszar podpowierzchniowy byłby najbardziej nadającym się do zamieszkania rejonem Marsa” – napisali autorzy.
Naukowcy zasugerowali, że w miarę jak woda wnikała coraz głębiej, wszelkie istniejące życie mogło podążać za nią – wiele kilometrów w głąb gruntu.
„Na takich głębokościach życie mogło być podtrzymywane przez aktywność hydrotermalną (ogrzewanie) i reakcje woda-skała” – powiedział Ojha.
Autorzy badania zauważają, że podobne mechanizmy mogły mieć miejsce na Ziemi, w czasach jej wczesnej ewolucji.
„Znaczna część biomasy mikrobiologicznej Ziemi znajduje się w jej skorupie, gdzie woda jest łatwo dostępna. Znaczna różnorodność biologiczna występuje w ogromnej objętości podpowierzchniowych środowisk nadających się do zamieszkania, które mogą sięgać na głębokość ponad 5 kilometrów. Dlatego podpowierzchnia mogła być najbardziej żywotnym siedliskiem dla starożytnych prostych form życia na wczesnej Ziemi i prawdopodobnie na Marsie” – sądzą autorzy badania.
Teorię naukowców mogłyby potwierdzić (bądź obalić) badania marsjańskiego gruntu. Obecnie lądownik Mars InSight NASA bada powierzchnie i wnętrze planety. Wszelkie dowody na potencjalne przeszłe życie na Marsie mogą znajdować się właśnie pod jego powierzchnią, gdzie były chronione przed promieniowaniem.