Jagten på livet på Mars - nye fund om klippeskorstene kan være nøglen til succes

Søgningen efter liv på Mars har taget et skridt fremad med NASA Curiosity -roverens opdagelse af organisk materiale på bunden af ​​det, der engang var en sø. Det kan engang have været en del af en fremmed livsform, eller det kan have en ikke-biologisk oprindelse-uanset hvad ville dette kulstof have givet en fødekilde til enhver organisk levende ting i nærheden.

Opdagelsen tilføjer ekstra intriger til NASAs søgen efter udenjordiske livsformer selv. Ved fjernjagt med en maskine i bilstørrelse, spørgsmålet er, hvor du bedst kan fokusere din indsats. Det giver mening at kigge efter de samme typer steder, som vi forventer at finde forstenede mikroorganismer på Jorden. Dette kompliceres af, at disse fossiler måles i mikron - blot milliontedele af en meter.

Curiosity -roveren leder efter bestemte sedimentære sten, der er deponeret nær vand, som det gjorde for den seneste opdagelse. Dette er baseret på de seneste geologiske råd om de bedste udsigter. Men hvilken sten der skal prioriteres, er stadig et spørgsmål om nogen debat - og det er et spørgsmål, der er lige så relevant for geologer, der forsøger at låse op for hemmelighederne i vores egen gamle verden. Jordens klipper og fossiler er det nærmeste, vi har til tidsmaskiner.

I et århundrede eller deromkring, geologer fokuserede på en stenart kaldet en stromatolit - afsætte lange timer til at kravle rundt i akavede rum for at finde dem. Stromatolitter forekommer hovedsageligt på lavt vand og er lagdelt på en millimeter skala. Mange af dem er utvivlsomt bygget af slimede mikrobielle "biofilm", men for at korte en lang historie kort, værdsætter vi nu, at der er mere end én måde at lave en stribet sten på - og de involverer ikke alle mikrober.

For nylig er geologer blevet mere interesserede i andre typer sten, herunder de "sorte ryger" rør-type aflejringer dannet af varmt hydrotermisk vand, der presses ud af jordskorpen i dybhavet. Lidt lettere at undersøge er lignende skorstenslignende formationer, der findes i visse alkaliske søer rundt om i verden.

Mono Lake

Et sted på Jorden, hvor disse skorstene forekommer, er Mono Lake i Californien, et stort og smukt stykke vand flere hundrede miles nord for Los Angeles på den østlige skråning af Sierra Nevada bjergene. I oktober 2014, vores team fik tilladelse fra California State Parks til at undersøge og prøve nogle af de calciumcarbonatskorstene, der er dannet der.

Klipperne, som ofte er mellem to og tre meter høje, er meget unge i geologiske termer, normalt kun titusinder af år gamle. Men siden de først blev beskrevet af den berømte amerikanske geolog Israel Russell i 1889, har de bevist et fremragende naturligt laboratorium for grupper af forskere, der forsøger at forstå, hvordan disse strukturer opstod.

Inden vores besøg, geologer var i det væsentlige delte om disse skorstene. En gruppe, vi kunne kalde "rene geokemister", foreslog, at de ikke havde noget at gøre med mikrober, men produceret af calciumrige kildevande, der kommer i kontakt med den alkaliske sø, med sin overflod af carbonationer.

En mindre modsatrettende lejr var enig i, at disse strukturer burde være mulige at opstå på den måde, som rene geokemister antydede. Men de påpegede, at i de få registrerede observationer af carbonatklipper, der dannes ved søen i det 19. og 20. århundrede, en slags biofilm syntes at have indflydelse. De citerede også andre undersøgelser, der havde vist, at vandbårne mikrober kaldet cyanobakterier producerede slimede stoffer, der kan akkumulere calcium.

Vi gik til Mono Lake for at finde ud af, hvem der havde ret. Vores seks-stærke ekspedition opdelt i to fraktioner:den ene ledte efter skorstene på søbunden ved hjælp af en forskningsbåd, mens den anden udforskede de berømte "tufatårne", der rejser sig fra søbredden.

Bådfesten sled og forbandede det forbløffende salte vand i søen, mens strandfesten gjorde stadige fremskridt med den uvurderlige bistand fra den lokale statsparkist, Dave Marquart. Deres fred blev kun afbrudt af et telefonopkald fra de strandede sejlere, der bad dem om hurtigst muligt at finde en med firehjulstræk, der var i stand til at trække båden tilbage fra vandet-heldigvis var der hjælp til rådighed.

Et af de steder, strandfesten besøgte, var i Marquarts egen baghave nordvest for søen. Klipperne der var en del af et sæt gamle skorstene dannet langs en lille tektonisk fejl. Deres funktioner antydede, at de var blevet bygget af mikrober, men vi var nødt til at sende dem til et laboratorium for at være sikre.

Mikrobielle 'tråde'

Ved hjælp af et optisk mikroskop, vi var i stand til at se mørke trådlignende strukturer begravet i skiver af klippen. Som vi skitserer i vores nye undersøgelse offentliggjort i Geobiology, disse "tråde" er millioner af fossiliserede fotosyntetiserende cyanobakterier, der engang omringede vand, der stiger fra en kilde på søbunden.

We sent the samples to Australia for further testing to establish whether the microbes played a key role in building the chimneys. This revealed surrounding patches of carbon and nitrogen, which we took to be fossilised cyanobacterial slime. This slime traps calcium and when it breaks down it creates calcium carbonate, entombing any living and dead cells in rock.

We found other ways in which this microbial slime had affected the fabric of the rock:grains of quartz and aluminosilicates that were clearly sand that had got stuck there, også.

Kort sagt, we found evidence that cyanobacteria formed tubular mats around rising spring water in the ancient Mono Lake – probably producing the majority of the resulting chimneys there, though there may be examples of "pure geochemistry" chimneys as well. This suggests that these rock formations do indeed represent a promising and fairly large target for exploring ancient or extra-terrestrial life.

They have the added advantage that the calcite rocks in question are geologically quite stable. This means the fossils could potentially be preserved for a very long time – easily hundreds of millions, quite plausibly billions of years.

To our knowledge no chimneys have been found on Mars yet, but they are not common on Earth and there is every chance that they have a Martian equivalent. Der, and on other planets and moons, we should be looking for areas with conditions as similar as possible to where these chimneys exist on Earth – volcanic rocks where spring waters might once have risen through the bedrock into an alkaline lake. Without any question, NASA's hunt for suitable rocks on the red planet should make finding them a high priority.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.