Tajemnica czerwonej planety

3 grudnia tego roku w pobliżu marsjańskiego bieguna południowego wyląduje statek Mars Polar Lander. Wcześniej, pod koniec września, na orbitę dotrze też sonda Mars Climate Orbiter. Do 2010 r. na powierzchni czerwonej planety Ziemianie umieszczą 33 urządzenia: lądowniki, rovery, roboty i niewielki samolot. W ostatnich dniach lipca podczas V Międzynarodowej Konferencji Marsjańskiej, która odbyła się w California Institute of Technology w Pasadenie, badacze Marsa przygotowywali się do kolejnego etapu eksploracji tej planety. NASA rozpoczęła wieloletni plan eksploatacji Marsa lądowaniem Pathfindera. To jednak misja badającej planetę z orbity sondy Mars Global Surveyor (MGS) dokonuje prawdziwej rewolucji, obalając wizję Marsa stworzoną w latach 70. po wyprawach sond Viking 1 i 2. Trudno spekulować, jakie odkrycia przyniosą najbliższe lata. Jedno jest pewne dzisiaj coraz więcej badaczy zakłada, że w przeszłości życie na Marsie prawdopodobnie istniało. A może Marsjanie żyją tam do dziś? Wiemy, że dawniej Mars był bardziej podobny do Ziemi: panował tam cieplejszy klimat, istniała gęsta atmosfera i płynęła woda. Teraz pozostały jedynie twory przypominające wyschnięte koryta rzeczne, ciśnienie atmosferyczne jest tak niskie, że woda nie może istnieć na powierzchni w stanie ciekłym, a srogie temperatury spadające do minus 90 stopni Celsjusza z pewnością nie są łaskawe dla życia. Jeśli jednak w przeszłości istniały tam bardzo proste jednokomórkowe organizmy - a coraz więcej badaczy akceptuje tę możliwość - możemy znaleźć ich skamieniałe ślady. Możliwe też, że życie przetrwało tam do dziś w otworach hydrotermalnych lub głęboko pod powierzchnią, a jeśli klimat Marsa zmieniał się stopniowo, żywe organizmy mogły się zaadaptować do nowych warunków. Co więc musiałby zrobić Marsjanin, aby przeżyć? Jedno jest pewne: powinien być wyjątkowo zaradny. - Musiałby poradzić sobie z promieniowaniem jonizującym i ultrafioletowym, znaleźć źródła energii i pożywienie, uodpornić się na trującą glebę, surowy klimat i dotrzeć do wody. Aby wyobrazić sobie, jak mogłoby wyglądać marsjańskie życie, szukamy na Ziemi organizmów, które radzą sobie z takimi problemami, i miejsc, które wystawiają ziemskie życie na najcięższe próby - mówi Benton C. Clark, chemik z Advanced Planetary Studies w Lockheed Martin Astronautics w Denver, członek ekipy szukającej ponad 20 lat temu śladów życia na Marsie w ramach misji Vikingów. - Przed zabójczym promieniowaniem ultrafioletowym można się uchronić. Nawet jeśli wyjątkowo skąpa marsjańska atmosfera nie daje ochrony, same organizmy mogą się bronić, budując pancerze - tak chronią się skorupiaki w ziemskich oceanach - lub używając żelaza-3 (hematytu). Niektóre ziemskie bakterie wydzielają żelazo, tworząc wokół siebie specjalną otoczkę chroniącą je przed zabójczym promieniowaniem - dodaje Clark. Życie mogłoby się bezpiecznie rozwijać na Marsie już centymetr pod powierzchnią, gdyż promieniowanie ultrafioletowe jest łatwo absorbowane przez glebę. Co więcej, życie mogłoby wykorzystać szkodliwe promieniowanie jako źródło energii. Większość biologów uważa jednak, że promienie UV są na tyle niebezpieczne, że trudno sobie wyobrazić, jak żywy organizm mógłby wytrzymać szkody przez nie powodowane. - Jestem pewny, że jest na to sposób. To kwestia tego, jak to zrobić: chroniąc się przed promieniami lub naprawiając szkody. Korygowanie zgubnych mutacji będzie możliwe tylko do pewnego momentu, lecz ochrona przed promieniami jest prosta i sprawdza się na Ziemi - przekonuje Clark. Marsjanie nie musieliby się również zbytnio przejmować promieniowaniem jonizującym docierającym z kosmosu. W porównaniu z Ziemią Mars ma cienką atmosferę, ale nawet ona skutecznie filtruje promienie jonizujące. Aby otrzymać niebezpieczną dawkę promieniowania, równą 10 tys. radów, żywy organizm musiałby przebywać na powierzchni Marsa przez tysiąc lat. Wielu badaczy uważa, że powierzchnia Marsa jest martwa, gdyż w glebie nie ma substancji organicznych, a w atmosferze jest za mało tlenu. Ziemskie istoty, w tym ludzie, zwykle czerpią energię ze spalania w tlenie materii organicznej. Marsjanie jednak mogą preferować inną dietę i podobnie jak pewna grupa ziemskich bakterii - tzw. chemoautotrofy - wykorzystywać nieorganiczną energię chemiczną. Zamiast tlenu i materii organicznej mogłyby zużywać powszechne na Marsie siarczany i wodór. Inne ziemskie bakterie - tzw. metanogeny - uzyskują energię, przetwarzając wodór, dwutlenek węgla i tlenek węgla w metan. Wszystkie te składniki istnieją na Marsie. Są tam też niezbędne dla ziemskiego życia węgiel, wodór, azot, tlen, fosfor i siarka. Marsjanie mogliby także przetrwać dzięki energii słonecznej i procesowi fotosyntezy. Nawet obfitująca w trujące substancje utleniające marsjańska gleba nie musiałaby być zabójcza dla życia. Większość Ziemian żyje w atmo- sferze bogatej w tlen. Nasze organizmy bronią się przed niebezpiecznymi substancjami za pomocą enzymów i różnorodnych pierwiastków, nie ma więc powodu, aby sądzić, że marsjańskie organizmy nie znalazłyby sposobu na neutralizowanie lokalnych utleniaczy. - Enzymy są bardzo ważne dla żywych organizmów, gdyż spełniają funkcję katalizatorów: przyspieszają pewne reakcje, które bez ich udziału zachodziłyby znacznie wolniej. To jedna z bardzo ważnych cech życia - mówi Clark. Czy można by więc zebrać wszystkie te umiejętności w jednej superbakterii i skolonizować czerwoną planetę? Aby wszystkie niezbędne reakcje mogły zachodzić, Marsjanie musieliby mieć dostęp do wody w stanie ciekłym. Na Ziemi woda "ustala" główne zasady, na jakich opiera się życie. Nawet gdyby na Marsie istniał komplet składników niezbędnych do narodzin życia, bez wody nie byłoby to możliwe. Prawdopodobnie znajdują się tam oazy hydrotermalne i duże zbiorniki wody pod powierzchnią, ale na powierzchni praktycznie nie ma wody. - To nie wyklucza jednak istnienia życia, gdyż w atmosferze zbiera się para wodna - tłumaczy Clark. - Gdyby marsjańskie organizmy potrafiły wysysać wodę z atmosfery, jak to robią w bardzo suchych i zimnych rejonach naszej planety ziemskie grzyby i porosty, przetrwałyby. W tamtejszym suchym klimacie ożywałyby one nocą, gdyż jest wtedy najchłodniej i zwiększa się wilgotność. Jest też inna możliwość: Marsjanie mogą żyć w istniejących na powierzchni gigantycznych pokładach lodu w rejonach polarnych, a także "pod ziemią" w innych częściach globu. Wiemy, iż na biegunie północnym w przeszłości istniał ocean i możliwe, że jego część nadal tam jest w postaci lodu. Gdyby marsjańskie organizmy potrafiły wykorzystać znajdujące się na powierzchni Marsa odpowiednie sole i topić lód, miałyby wodę. Prawdopodobnie żaden z ziemskich organizmów nie przeżyłby bezpośrednio na powierzchni Marsa. Na Ziemi każdy organizm musi się doskonale zaadaptować do swojego środowiska, jeśli nie chce zginąć. Walka o byt jest zażarta, lecz jedynie w obrębie wąskich nisz. - Pradawny Mars z pewnością był bardziej przyjazny życiu. Jest więc możliwe, że gdy planeta zaczęła się zmieniać, życie też ewoluowało, a mając setki milionów lat zdołało się przystosować do nowego środowiska. Poza tym na Marsie - o ile wiemy - nie ma drapieżników. Proste organizmy mogą więc mieć wymagania i zdolności zaledwie umożliwiające im przeżycie - spekuluje Clark. Czy jest tam jednak niezbędna do życia woda? Jednym z bardziej interesujących eksperymentów, jakie przeprowadzi na Marsie Polar Lander, będzie ustalenie, co znajduje się pod pokrytą warstwą pyłu powierzchnią planety. - Lądownik nie ma żadnych instrumentów zaprojektowanych do szukania żywych organizmów, wyposażono go jednak m.in. w zestaw urządzeń o wspólnej nazwie MVACS, które będą szukać wody, dwutlenku węgla i śladów zmian tamtejszego klimatu. Wśród nich znajduje się automatyczne ramię. Pobierze ono próbki gleby do analizy i wykopie niewielki rów, szukając lodu, który w tym rejonie Marsa może się znajdować zaledwie 20 cm pod powierzchnią - wyjaśnia David Paige z University of California w Los Angeles, kierujący eksperymentem MVACS. Polar Lander usiądzie na rozległych terenach polarnych, intrygujących geologów ze względu na występujące tam tajemnicze warstwy. Na Ziemi zwykle są one doskonałym zapisem historii geologicznej miejsca, w którym występują, geolodzy mają więc nadzieję, że polarne równiny na Marsie przechowują historię tamtejszego środowiska. - Nikt nie wie, co to jest, ale jednego jesteśmy pewni: te rozległe tereny zbudowane są z różnorodnych warstw, które widać nawet z orbity, zwłaszcza na zboczach wzgórz i skarp - mówi David Paige. - Nie wiemy jednak, z czego się one składają. Przypuszczamy, że jest to lód, piach i pył. Pewnie odkładały się przez jakiś czas, podobnie jak na Ziemi, lecz nie wiemy, jak długo, czy ten proces jeszcze trwa i co go spowodowało. To bardzo tajemnicze miejsce. Może kryć w sobie odpowiedzi na wszystkie pytania dotyczące marsjańskiego klimatu, a nawet życia.