Kemungkinan bahwa kehidupan bisa ada di Mars telah menangkap imajinasi para peneliti, ilmuwan, dan penulis selama lebih dari seabad. Sejak Giovanni Schiaparelli (dan kemudian, Percival Lowell) melihat apa yang mereka yakini sebagai "Kanal Mars" pada abad ke-19, manusia bermimpi suatu hari mengirim utusan ke Planet Merah dengan harapan menemukan peradaban dan bertemu penduduk asli Mars.
Selagi Pelaut dan Viking program-program tahun 1960-an dan 70-an menghancurkan gagasan peradaban Mars, sejak itu muncul banyak bukti yang menunjukkan bagaimana kehidupan pernah ada di Mars. Berkat sebuah studi baru, yang menunjukkan bahwa Mars mungkin memiliki cukup gas oksigen yang terkunci di bawah permukaannya untuk mendukung organisme aerob, teori bahwa kehidupan dapat masih ada telah diberi dorongan lain.
Studi tersebut, yang baru-baru ini muncul di jurnal Geosains Alam, dipimpin oleh Vlada Stamenkovic, seorang ilmuwan Bumi & planet dan seorang ahli fisika teoritis dari Jet Propulsion Laboratory NASA. Dia bergabung dengan beberapa anggota JPL dan Divisi Ilmu Geologi dan Planet di California Institute of Technology (Caltech).
Sederhananya, peran yang mungkin dimainkan gas oksigen di Mars secara historis kurang diperhatikan. Ini disebabkan oleh fakta bahwa oksigen membentuk persentase yang sangat kecil dari atmosfer Mars, yang terutama terdiri dari karbon dioksida dan metana. Namun, bukti geokimia dari meteorit Mars dan batuan yang kaya mangan di permukaannya telah menunjukkan tingkat oksidasi yang tinggi.
Ini bisa jadi merupakan hasil dari air yang ada di Mars di masa lalu, yang akan menunjukkan bahwa oksigen memang berperan dalam pelapukan kimiawi kerak Mars. Untuk mengeksplorasi kemungkinan ini, Stamenkovi dan timnya mempertimbangkan dua bukti yang dikumpulkan oleh Keingintahuan bajak. Yang pertama adalah bukti kimia dari instrumen Curiosity's Chemistry and Mineralogy (CheMin), yang mengkonfirmasi tingginya tingkat oksidasi dalam sampel batuan Mars.
Kedua, mereka berkonsultasi dengan bukti yang diperoleh Mars Express ' Mars Advanced Radar untuk Subsurface dan Ionosphere Sounding (MARSIS) instrumen, yang menunjukkan adanya air di bawah wilayah kutub selatan Mars. Dengan menggunakan data ini, tim mulai menghitung berapa banyak oksigen yang bisa ada dalam endapan air asin bawah permukaan, dan apakah ini akan cukup atau tidak untuk mempertahankan organisme aerob.
Mereka mulai dengan mengembangkan kerangka termodinamika komprehensif untuk menghitung kelarutan O2 dalam air garam cair (air garam dan mineral larut lainnya) di bawah kondisi Mars. Untuk perhitungan ini, mereka mengasumsikan bahwa pasokan O2 adalah atmosfer Mars, yang akan dapat melakukan kontak dengan lingkungan permukaan dan bawah permukaan - dan karenanya, dapat ditransfer.
Selanjutnya, mereka menggabungkan kerangka kerja kelarutan ini ke model sirkulasi umum Mars (GCM) untuk menentukan tingkat tahunan di mana O² akan larut dalam air asin - memungkinkan kondisi tekanan lokal dan suhu di Mars saat ini. Ini memungkinkan mereka untuk segera menemukan daerah mana yang paling mungkin mempertahankan tingkat kelarutan O2 yang tinggi.
Terakhir, mereka menghitung perubahan historis dan masa depan dalam kemiringan Mars untuk menentukan bagaimana distribusi lingkungan aerobik berkembang selama 20 juta tahun terakhir, dan bagaimana mereka mungkin berubah dalam 10 juta berikutnya. Dari ini, mereka menemukan bahwa bahkan dalam skenario terburuk, ada cukup oksigen dalam batuan Mars dan reservoir bawah permukaan untuk mendukung organisme mikroba aerob. Seperti yang dikatakan Stamenkovic pada Space Magazine:
“Hasil kami adalah bahwa oksigen dapat larut dalam berbagai air asin di bawah kondisi Mars modern pada konsentrasi yang jauh lebih besar daripada mikroba aerobik yang dibutuhkan untuk bernafas. Kami belum dapat membuat pernyataan terkait dengan potensi air tanah, tetapi hasil kami mungkin menyiratkan keberadaan air asin dingin yang bekerja pada batu membentuk oksida mangan, yang telah diamati dengan MSL. "
Dari perhitungan mereka, mereka menemukan bahwa sebagian besar lingkungan bawah permukaan di Mars melebihi tingkat oksigen yang diperlukan untuk respirasi aerobik (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3) hingga 6 kali lipat. Ini sepadan dengan kadar oksigen di lautan Bumi saat ini, dan lebih tinggi dari yang ada di Bumi sebelum Kejadian Oksigenasi Besar sekitar 2,35 miliar tahun yang lalu (10 ^? 13-10 ^? 6 mol m ^? 3).
Temuan ini menunjukkan bahwa kehidupan masih bisa ada di endapan air garam bawah tanah dan menawarkan penjelasan untuk pembentukan batuan yang sangat teroksidasi. "Penjelajah Curiosity MSL telah mendeteksi oksida mangan yang biasanya hanya terbentuk ketika batuan berinteraksi dengan batuan yang sangat teroksidasi," kata Stamenkovic. "Jadi, hasil kami dapat menjelaskan temuan ini jika ada air asin dingin dan konsentrasi oksigen serupa atau lebih besar dari hari ini sementara bebatuan diubah."
Mereka juga menyimpulkan bahwa mungkin ada banyak lokasi di sekitar wilayah kutub di mana terdapat konsentrasi O2 yang jauh lebih tinggi, yang akan cukup untuk mendukung keberadaan organisme multi-seluler yang lebih kompleks seperti spons. Sementara itu, lingkungan dengan kelarutan menengah kemungkinan akan terjadi di daerah dataran rendah yang lebih dekat ke khatulistiwa yang memiliki tekanan permukaan lebih tinggi - seperti Hellas dan Amazonis Planitia, dan Arabia dan Tempe Terra.
Dari semua ini, apa yang mulai muncul adalah gambaran bagaimana kehidupan di Mars bisa bermigrasi di bawah tanah, bukan hanya menghilang. Ketika atmosfer perlahan-lahan ditelanjangi dan permukaannya menjadi dingin, air mulai membeku dan mengalir ke tanah dan cache di bawah permukaan, di mana cukup oksigen hadir untuk mendukung organisme aerob yang tidak bergantung pada fotosintesis.
Sementara kemungkinan ini bisa mengarah pada peluang baru dalam pencarian kehidupan di Mars, bisa jadi sangat sulit (dan tidak disarankan) untuk mencarinya. Sebagai permulaan, misi sebelumnya telah menghindari daerah di Mars dengan konsentrasi air karena takut mencemari mereka dengan bakteri Bumi. Karenanya mengapa misi mendatang seperti NASAMars 2020 rover akan fokus pada pengumpulan sampel tanah permukaan untuk mencari bukti kehidupan masa lalu.
Kedua, sementara penelitian ini menyajikan kemungkinan bahwa kehidupan bisa ada dalam cache bawah permukaan di Mars, itu tidak secara meyakinkan membuktikan bahwa kehidupan masih ada di Planet Merah. Tetapi seperti yang ditunjukkan oleh Stamenkovic, ia membuka pintu bagi penelitian baru yang menarik, dan secara fundamental dapat mengubah cara kita memandang Mars:
“Ini menyiratkan bahwa kita masih harus belajar banyak tentang potensi kehidupan di Mars, tidak hanya di masa lalu tetapi juga ada. Begitu banyak pertanyaan yang masih terbuka, tetapi karya ini juga memberi harapan untuk mengeksplorasi potensi kehidupan yang masih ada di Mars saat ini - dengan fokus pada pernapasan aerobik, sesuatu yang sangat tidak terduga. "
Salah satu implikasi terbesar dari penelitian ini adalah cara itu menunjukkan bagaimana Mars dapat berevolusi kehidupan di bawah kondisi yang berbeda dari yang ada di Bumi. Alih-alih organisme anaerob yang timbul di lingkungan yang berbahaya dan menggunakan fotosintesis untuk menghasilkan oksigen (membuat atmosfer cocok untuk organisme aerob), Mars dapat mengambil sumber oksigen melalui bebatuan dan air untuk mempertahankan organisme aerob di lingkungan dingin yang jauh dari Matahari.
Studi ini juga dapat memiliki implikasi dalam pencarian kehidupan di luar Bumi. Sementara mikroba bawah tanah pada exoplanet dingin dan kering mungkin tidak tampak seperti definisi ideal "layak huni" bagi kita, itu memang menciptakan peluang potensial untuk mencari kehidupan seperti yang kita lakukan. tidak tahu. Bagaimanapun, menemukan kehidupan di luar Bumi akan menjadi terobosan, tidak peduli apa pun bentuknya.
