Americký rover Curiosity pomalu, ale jistě stoupá vzhůru po úpatí hory Monut Sharp, známé též jako Aeolis Mons. Při této cestě má unikátní možnost prozkoumávat různé geologické vrstvy, ve kterých se dá číst jako ve stránkách dávné marsovské kroniky. Nejnovější objevy ukazují, jak se v průběhu času měnila dávná jezera a vlhké podložní vrstvy. Vlivem těchto procesů, které probíhaly před mnoha miliony let, vznikla různá prostředí, ve kterých byly odlišné podmínky pro vznik a vývoj případného mikrobiálního života.
Čím výše Curiosity na kopci stoupá, tím více roste podíl hematitu, jílových materiálů a také boru. Oproti tomu níže položené vrstvy, které rover zkoumal na začátku své mise, obsahují těchto látek výrazně méně. Odborníci nyní spekulují nad tím, co tyto objevy (společně s mnoha dalšími), prozrazují o podmínkách, při kterých se v dávné minulosti tyto usazeniny vytvářely. Na místě je i otázka, jak se měnilo rozložení podzemní vody a jak tyto depozity procházely skrz různé vrstvy a přenášely mezi nimi různé materiály.
Zdroj: http://www.jpl.nasa.gov/
Efekt pohybu podzemní vody je nejlépe vidět v minerálních žilách. Ty vznikají v místech, kde jsou praskliny vyplněné chemikáliemi, které byly předtím rozpuštěné ve vodě. Voda s rozpuštěnými látkami také reagovala se skalním podložím, které obklopuje nynější žíly. To vedlo k chemickým procesům, které ovlivňovaly jak složení okolních hornin, tak i vody.
Zdroj: https://pbs.twimg.com
„Je tu velká rozdílnost v chemickém složení hornin v různých geografických výškách. Je to jako kdybychom vyhráli jackpot,“ vysvětluje s nadšením John Grotzinger z Caltechu v kalifornské Pasadeně. Právě on společně s dalšími kolegy prezentoval 13. prosince v rámci setkání Americké geofyzikální unie v San Franciscu nové objevy. Jak rover Curiosity stoupá výše, dostává se ke stále čerstvějším a mladším vrstvám. Odborníci jsou mimořádně překvapeni komplexností prostředí v dávném jezeře, když se zde ukládaly jílovité sedimenty. Stejně komplexní je i interakce podpovrchových vod poté, co byly sedimenty překryty dalšími vrstvami.
„Tato sedimentární pánev funguje jako chemický reaktor,“ vysvětluje Grotzinger a dodává: „Jednotlivé prvky byly přeskládány. Vznikaly nové minerály a staré se rozpouštěly. Stejně tak se redistribuovaly i elektrony. A takové reakce na Zemi podporují život.“ Zda na Marsu někdy byl život zatím nevíme. Zatím jsme nebyli schopni nalézt žádný důkaz, který by nás o jeho existenci jednoznačně přesvědčil.
Zdroj: http://mars.nasa.gov/
Když Curiosity přistála v roce 2012 v kráteru Gale, jejím hlavním cílem bylo určit, zda v této lokalitě někdy v historii panovaly podmínky, které by byly příhodné pro vznik mikrobiálního života. Vědce na této lokalitě přitahoval i centrální vrcholek Mount Sharp s již zmíněnými vrstvami. Tyto vrstvy v sobě nesou záznamy přírodních podmínek, které zde panovaly v době, kdy se vrstvy ukládaly. Rover Curiosity splnil svůj hlavní úkol již během prvního roku své služby, když se analýzou odebraného materiálu podařilo zjistit, že se v něm nachází všechny klíčové chemické látky potřebné pro vznik života a také zdroje chemické energie nutné pro život. Nyní již vozítko stoupá po úpatí Mount Sharp a zjišťuje, jak se prostředí měnilo v průběhu milionů let.
„Nyní jsme se konečně dostali k vrstvám, na které jsme se těšili od začátku mise,“ raduje se Joy Crisp, vědec, který se v kalifornské Jet Propulsion Laboratory věnuje analýze dat z Curiosity a dodává: „Nyní využíváme možnosti odebírat vrtákem vzorky v pravidelných intervalech, jak rover stoupá vzhůru na Mount Sharp. Dříve jsme si vybírali cíle pro vrtání spíše na základě specifických charakteristik daného místa. Nyní, když jedeme přes silnou a kontinuální vrstvu basaltu, může série vrtů pomoci zkompletovat obrázek.“
Zdroj: https://pbs.twimg.com
Čtyři dosavadní vrty – počínaje místem nazvaným Oudam, kde se vrtalo v červnu až po lokalitu Sebina, která se zkoumala v říjnu – od sebe vždy dělí zhruba 25 výškových metrů. Tím se vědci dostávají ke stále mladším vrstvám dávné historie prostředí kolem Mount Sharp.
Zdroj: http://originstones.com/
Jedním z vodítek, které potvrzuje změny dávných podmínek, je materiál hematit. Ten na pozici dominantního oxidu železa ve vzorcích odebraných roverem Curiosity, nahradil méně oxidovaný magnetit. Ten tvořil velkou část materiálu, který rover odebral ve své první fázi, když se pohyboval po dně vyschlého jezera. „Oba vzorky jsou usazeniny uložené na dně dávného jezera, ale hematit může naznačovat teplejší podmínky, případně interakci mezi atmosférou a sedimenty,“ spekuluje Thomas Bristow z kalifornského Ames Research Center. Právě on pomáhal s provozem přístroje CheMin, který v útrobách roveru Curiosity zkoumá chemické složení minerálů v odebraných vzorcích.
Chemická reaktivita závisí na gradientu schopnosti přijímat, nebo dávat elektrony. Přenos elektronů na tomto gradientu může poskytovat energii pro život. Navýšení množství hematitu vůči magnetitu ukazuje na změny v prostředí. Jako kdyby byly elektrony najednou taženy silněji, takže se dosáhlo vyšší úrovně oxidace železa.
Zdroj: http://photojournal.jpl.nasa.gov/
Další látkou, jejíž obsah se v posledních měřeních roveru Curiosity zvýšil, je prvek bor, který byl s pomocí přístroje ChemCam objeven především v žilách tvořených z velké části síranem vápenatým. „Žádná z předchozích misí na Marsu nenašla bor,“ podivuje se Patrick Gasda z Národní laboratoře v Los Alamos v Novém Mexiku a dodává: „Sledujeme prudký nárůst obsahu boru v cílových žilách ve srovnání se vzorky, které jsme analyzovali před několika měsíci“. To, že Curiosity dokáže bor detekovat je zároveň známkou toho, že jeho analyzační schopnosti zůstávají velmi citlivé. Vždyť tento prvek tvoří pouze jedno promile z celkového vzorku.
Bor bývá většinou spojován se suchými oblastmi, ze kterých se většina vody odpařila pryč. Stačí si vzpomenout na borax, který se nachází třeba v Údolí smrti. Pochopení příčin objevu malého množství boru jsou pro vědce komplikovanější, než v případě výše jmenovaného hematitu. Momentálně jsou ve hře dvě varianty, které by vysvětlovaly zdroje boru, který podpovrchové vody zanechaly v žilách.
Zdroj: http://photojournal.jpl.nasa.gov/
Možná došlo k odpaření jezera, což vytvořilo depozit obsahující vyšší množství boru v nadložních vrstvách, kam se Curiosity zatím nedostala. Voda pak bor rozpustila a snesla s sebou níže přes systém prasklin až do starších vrstev, kde se materiál usadil i s dalšími látkami, které postupně vytvořily minerální žíly. Mohlo ale dojít i ke změnám chemických reakcí v depozitech na bázi jílu – stejně jako bylo pozorováno navýšení obsahu hematitu. To by ovlivnilo proces, jak voda sbírala a naopak zanechávala bor v místních usazeninách.
„Variace těchto minerálů a prvků ukazuje, že sledujeme velmi dynamický systém,“ popisuje Grotzinger a pokračuje: „Tyto látky reagovaly s podzemní vodou stejně dobře jako s vodou povrchovou. Můžeme sledovat chemickou komplexnost,která naznačuje dlouhou a interaktivní historii, ve které hrála roli voda. Čím složitější reakce, tím lépe pro obyvatelnost daného prostředí. Bor, hematit a jíly doslova podtrhují mobilitu prvků a elektronů, což je skvělé pro život.“
Zdroje informací:
http://www.jpl.nasa.gov/
http://photojournal.jpl.nasa.gov/
http://www.sci-news.com/
https://futurism.com/
http://www.theverge.com/
Zdroje obrázků:
http://www.maquinaria.t3k.pt/wp-content/uploads/2013/01/Rover_000_destaque.jpg
http://www.jpl.nasa.gov/images/msl/20161213/pia21255-16.gif
https://pbs.twimg.com/media/Bc_foFwCIAAZAj6.jpg
http://mars.nasa.gov/msl/images/PIA15686-Fig1-new_ellipse_wide.jpg
https://pbs.twimg.com/media/CzlJIFeUUAA_Pg6.jpg
http://originstones.com/wp-content/uploads/2014/02/hematite-originstones-2.jpg
http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpegMod/PIA21251_modest.jpg
http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA21252.jpg
Dovolím si několik připomínek či pochyb.
1/ Aby život vznikl, musí nutně podmínky trvat stovky milionů let. To na Marsu určitě nebylo. Již Vikingy před padesáti lety dospěly k závěru, že Mars zamrzl a ztratil atmosféru daleko dříve než mohl život vzniknout.
2/ Pokud byl kráter o hloubce v kilometrech naplněn vodou, kam se poděla. Aby se vypařila na to na Marsu byla stěží dostatečná teplota.
3/ jestli tomu dobře rozumím, tak rover zkoumal složení na 25ti výškových metrech. Centrální vrcholek, údajně vytvořený sedimenty ve vodním prostředí, má výšku též v kilometrech. Z toho plyne, že zkoumání geologické historie Marsu má teprve na samém počátku.
4/ Vědci vycházejí z premise, že vznik života je zákonitý, všude tam, kde vzniknou příhodné podmínky. Na Zemi však trvalo stovky milionů let, než v tomto prostředí život vznikl, to by signalizovalo náhodu, nikoli zákonitost. Pokud by vznik života byl opravdu “ jen“ náhodný, prudce by se snížila pravděpodobnost vzniku života mimo Zemi na číselné řadě směrem k nule.
O vzniku života vieme stále veľmi málo. Existujú viaceré teórie o tom, že život na Zemi vznikol veľmi skoro a dokonca možno aj opakovane.
Vyparenie vody nemusí nutne spôsobovať len vysoká teplota. Aj zníženie tlaku súvisiace s rednutím atmosféry neprospieva existencii vody v kvapalnom skupenstve.
Zákonitosť vzniku života je tiež len jedna z teórií, avšak veľmi pravdepodobná. A aj v prípade náhodilosti tohto procesu pri veľkosti vesmíru a predpokladanom počte planét by bol život vo vesmíre možný.
Prečo by mal vznik života v trvaní rádovo stámilióny rokov potvrdzovať náhodilosť tohto procesu? Čo to je v rámci vesmíru pár sto miliónov rokov – nič!
Poznáme život len pozemského typu. Aj naše dedukcie o nutnosti prítomnosti vody v kvapalnom skupenstve sú založené len na tomto type života. Sám život na Zemi nám ukazuje takú rôznorodosť a odolnosť, že je veľmi odvážne tvrdenie o jedinečnosti a náhodilosti.
Podľa môjho názoru je život a jeho vznik jeden z bežných procesov vo vesmíre a kľudne môžme hovoriť o vývojovom štádiu hmoty.
Hovorím o živote ako takom, nemám na mysli len inteligentný život. Tam skutočne môže byť situácia oveľa zložitejšia, môže tu byť napríklad tzv. Veľký filter.
Opakujem, už len rôznorodosť života na Zemi ukazuje, že život zrejme nie je náhodný proces. Život sa riadi napríklad evolučným procesom, je tento proces vytvorený len pre jeden náhodný jav?
Jen pár drobností:
– Nikdo v NASA neříká – byla tam voda, takže tam musel být život. Jde o to, že přítomnost vody tomu nepomáhá a zvyšuje šance, ale není mezi tím rovnítko.
– Ke zmizení vody mohlo dojít jednak snížením atmosférického tlaku, ale jak naznačují nynější výzkumy, mohla část vody z jezera (dočasně nebo trvale – nevíme) skončit v podpovrchových prasklinách, čímž by se z nich stala podzemní voda.
Na body 1, 2 a 4 už tu v podstatě bylo odpovězeno, tak ještě k bodu 3:
Zkoumání geologické historie Marsu je skutečně na samém počátku, to je něco, na čem se shodnou nejen dnešní planetologové, ale budou se na tom shodovat ještě mnoho dalších let.
Nicméně – představa, že díky roveru Curiosity víme, že kráter Gale byl vyplněný vodou a centrální vrcholek že je pokrytý sedimenty, je zkreslená a vytržená z kontextu. To jsme totiž věděli už dávno před tím z pozorování z oběžné dráhy. Orbitery Marsu zjistily, že jedno z úbočí okraje kráteru Gale tvoří vyschlá delta řeky, a že středový vrcholek je odspodu nahoru (= při pohledu shora od okrajů k centru) pokrytý materiálem, který úzce souvisí s vodní historií Marsu. Že spodní část tvoří jílové minerály, které jinak než působením vody (velkého množství vody!) nemohou vznikat a směrem vzhůru ubývá jílů a přibývá sulfátů, tedy solí rozpuštěných ve vodě, které se vysrážejí při odpařování vody.
Právě tato pozorování byla důvodem, proč rover Curiosity přistál v těchto místech. Výzkumy, které tam rover provádí, nemají za cíl potvrdit, že kráter byl v minulosti vyplněn vodou (o tom totiž nikdo nepochybuje), ale ozřejmit, jaké konkrétní podmínky při vzniku těchto vodou upravených minerálů panovaly.
1) Výsledky sondy Viking byly na svou dobu velmi cenné, ale v mnoha ohledech chybné – nedaly se z nich stanovit jednoznačné závěry pro vývoj celé planety. Proto taky povrchový průzkum pokračuje dalšími sondami. Na Marsu kapalná voda byla, v kráteru Gale rozhodně povrchová stojící i tekoucí, pro což Curiosity našla jednoznačné důkazy.
Mars také atmosféru neztratil, stále ji má, i když řídkou. To, jak o ni v minulosti postupně přicházel, zkoumají v současnosti tři orbitální sondy, takže dělat závěry pouze z výsledků Vikingů je mylné.
2) Dříve byl Mars mnohem teplejší – tekutá voda nebyla nic nemožného. Že tam byla, je dokázáno. Že částečně vysublimovala a z rovníkových oblastí se přesunula a shromáždila se ve formě ledu v polárních čepičkách a v nižší šířkách zmrzlá těsně pod povrchem je také dokázáno.
3) Curiosity má za sebou cca 1550 solů, během kterých ujela cca 16,4 km a od místa přistání vystoupala téměř přesně 200 výškových metrů. Ano, s ohledem na výšku středové hory cca 5,5 km od nejnižšího místa kráteru, je relativně stále na začátku průzkumu výškových vrstev Aeolis Mons.
4) Astrobiologové stanovili 3 nutné podmínky pro vznik života ve vesmíru. Jsou to:
– kapalná voda, nebo jiný vhodný solvent
– zdroj energie (geotermální, chemická, externí – z blízké hvězdy)
– uhlíkaté sloučeniny
Všechny tři podmínky Mars v minulosti splňoval. Bavíme se o historii v řádu miliard let. Je poměrně obtížné stanovit děje v tak vzdálené minulost pouze pomocí robotického dálkového průzkumu. Proto ten průzkum stále pokračuje a proto zatím nikdo není schopen říc, zda na Marsu život vznikl, či ne. Vhodné podmínky tam ale rozhodně byly 😉
Existuje také konkurenční teorie vznik života: tzv. hlubokých horkých biosfér. Tedy vznik života v teplých mělkých jezírcích nebo pobřežních mělčinách nemusí platit ani na Zemi, natož na Marsu.
Curiosity stále stoupá k vrcholu Aeolis Mons. Za 4 měsíce nějakých 75 výškových metrů s přestávkami na vrty, do toho ještě hledá vhodnou trasu. Na fotografiích to tak nevypadá, tam se zdá, že se stále potuluje pod kopcem. Jaký je další plán? Stále vzhůru až do konce mise? Vrchol asi nezdolá (má 5500 metrů), ale snad se alespoň pokusí.
Ahojte taková zvláštní otázka, a vím trolly nekrmit, ale zeptat se musím protože pár věcí jsem na toto téma viděl a nějak z toho nejsem chytrej… Ale když mi „průměrný“ astrobiolog řekne život, co tím myslí? myslí se ten uplně nejprimitivnější jednobuněčný organismus (jako byl podle biologů třeba chlorofyl než se ho buňky rozhodli zakomponovat do sebe, v podstatě jednoduché chemické továrny které se jako bonus se umí množit), nebo se myslí vícebuněčný organismus (prvok atd) anebo něco tak složitě organizovaného jako je pes,člověk?
Pokud astrobiolog řekne život, má na mysli systém, který je schopen využívat okolních zdrojů a replikovat se. V případě Marsu se téměř vždy pro lepší pochopení dodává slovo mikrobiální. Nepředpokládá se, že by na Marsu v jeho historii mohla vzniknout vícebuněčná forma života. Pokud někdy na Marsu život byl, pak jen maximálně jednobuněčný na úrovni bakterií. Ale ani to není jisté – vycházíme ze současných znalostí, které v tomto směru nejsou ani zdaleka dokonalé.
P.S. Vím, jak jste to myslel, ale jen pro upřesnění, aby nedošlo k omylu – prvoci jsou také jednobuněční. 😉
Ano, živým organismem se myslí už (a v astrobiolologi převážně) jednobuněčný organismus. To stačí. Rozmnožuje se to, vytváří odpad, umírá to, je to živé.
Z „technického“ hľadiska si myslím, že nám stačí tá najjednoduchšia forma života. Je pravda, že to nie je vždy takto jasne povedané. Ak by sme však chceli odpovedať komplexne, tak môžme naraziť aj na problém definície života ako takého. Stručne povedané, nie vždy budeme vedieť povedať, že toto je živý organizmus.
Spomínam si matne na knihu „Hledáme kosmické civilizace“ od Karla Pacnera. Tam pri definícii života bolo pekne povedané, či môžme tvrdiť, že kameň nie je živý. Možno žije tak pomaly, že to nevieme registrovať.
Kniha je z roku 1976 ale myslím, že podstata je jasná – rôznorodosť života nám určite pátranie neuľahčí.
…alebo – vírusy – je to niečo čo sa správa ako „živé“, keď sa dostanú do kontaktu s inoun formou života…
Či nie ?
Viry nejsou považovány za živé, z pohledu biologa je to jen „nějaká chemikálie“.
Že viry nejsou živé, je v současnosti sice majoritní názor, ale někteří je za živé považují. Dokonce se objevily rebelské skupiny, které považují za živé i priony (což jsou opravdu jen molekuly, ale za správných podmínek se umí množit).
Vývoj v této oblasti je překvapivě rychlý. Jen během druhé poloviny dvacátého století se čtyřikrát změnil názor na základní rozdělení organismů.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Eukaryota#Historick.C3.A1_klasifikace
Nicméně viry, jak je známe, nemohou existovat bez buněk, kde by se množily, tak asi nemá smysl je hledat na cizích planetách. Navíc by se hledaly extrémně špatně, protože během samostatné existence neprovozují látkovou výměnu.
Myslím, že v případě Marsu, pokud bychom narazili na život, tak ho poznáme. Je nám natolik příbuzný, že nějaké bizarnosti bych tam asi neočekával. To případně přijde v atmosférách plynných planet, v oceánech ledových měsíců, na povrchu neutronových hvězd nebo třeba ve volném kosmickém prostoru.
Děkuji všem za vyčerpávající odpovědi… Jak vidím, hledání to lehké nebude, když ani pořádně nevíme co hledáme…
Jen ještě drobná terminologická vsuvka. Místo chlorofylu máte určitě na mysli chloroplast, buněčnou organelu (obsahující barvivo chlorofyl), která rostlinám zprostředkovává získávání energie ze světla a která evolučně původně byla samostatným organismem, typem sinice („zelené bakterie“).
Mimochodem, na National Geographic běží zajímavý seriál – hraný dokument o osídlení Marsu, komentovaný různými odborníky. Celkem dost tam vystupuje i E. Musk. Zítra od 16.00 až do 23.00 bude opakováno všech sedm dílů za sebou.
Na YouTube je toho také požehnaně, takže i my bez televize se můžeme kouknout.
Já, vím, že je tam toho spousta, ale přesto si troufám tvrdit, že je tento seriál formou, jakou je dělaný, trochu výjimečný.
Tady je trajler, i když trošičku zavádějící, protože hraná forma převažuje nad dokumentární.
https://www.youtube.com/watch?v=4tIXHLC24aY
Díky za článek.
Výzkum Curiosity je další střípek do mozaiky informací o Marsu. Sice nevelký, rozsahem tak na úrovni víkendového poznávacího výletu geologického spolku, ale je potřeba trpělivost. 🙂 Třeba se jednou na Marsu dočkáme i nějakého komplexnějšího výzkumu.
Díky za pochvalu článku. Mám radost, že jsem mohl o tomto tématu informovat. 🙂