Selama beberapa dekade terakhir, penelitian Mars kami yang sedang berlangsung telah mengungkapkan beberapa hal yang sangat menarik tentang planet ini. Pada 1960-an dan awal 70-an, the Pelaut penyelidikan mengungkapkan bahwa Mars adalah planet yang kering dan dingin yang kemungkinan besar tidak memiliki kehidupan. Tetapi ketika pemahaman kita tentang planet ini semakin dalam, diketahui bahwa Mars pernah memiliki lingkungan yang lebih hangat dan basah yang dapat mendukung kehidupan.
Ini pada gilirannya telah mengilhami banyak misi yang tujuannya menemukan bukti kehidupan masa lalu ini. Namun, pertanyaan kunci dalam pencarian ini adalah ke mana harus mencari dan apa yang harus dicari? Dalam sebuah studi baru yang dipimpin oleh para peneliti dari University of Kansas, tim ilmuwan internasional merekomendasikan bahwa misi masa depan harus mencari vanadium. Unsur langka ini, menurut mereka, bisa menunjukkan jalan menuju bukti fosil kehidupan.
Studi mereka, berjudul "Pencitraan Vanadium dalam Microfossils: A Potensi Baru Biosignature", baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Astrobiologi. Dipimpin oleh Craig P. Marshall, seorang profesor geologi di University of Kansas, tim internasional termasuk anggota dari Argonne National Laboratory, Divisi Layanan Teknis Geologi Saudi Aramco, University of Liege, dan University of Sydney.
Untuk menjadi jelas, menemukan tanda-tanda kehidupan di planet seperti Mars bukanlah tugas yang mudah. Seperti yang ditunjukkan oleh Craig Marshall dalam siaran pers Universitas Kansas:
“Pekerjaan Anda terpotong jika Anda melihat batuan sedimen purba untuk mikrofosil di Bumi - dan bahkan lebih lagi di Mars. Di Bumi, bebatuan telah ada di sini selama 3,5 miliar tahun, dan tumbukan dan penataan kembali tektonik telah memberikan banyak tekanan dan tekanan pada batuan. Juga, batuan ini bisa terkubur, dan suhu meningkat dengan kedalaman. "
Dalam makalah mereka, Marshall dan rekan-rekannya merekomendasikan misi seperti NASA Mars 2020 bajak, ESA ExoMars 2020 bajak, dan misi permukaan yang diusulkan lainnya dapat menggabungkan spektroskopi Raman dengan pencarian vanadium untuk menemukan bukti kehidupan fosil. Di Bumi, unsur ini telah ditemukan dalam minyak mentah, aspal, dan serpih hitam yang telah terbentuk oleh peluruhan lambat bahan organik biologis.
Selain itu, ahli paleontologi dan astrobiologi telah menggunakan spektroskopi Raman - sebuah teknik yang mengungkapkan komposisi seluler sampel - di Mars selama beberapa waktu untuk mencari tanda-tanda kehidupan. Dalam hal ini, penambahan vanadium akan menyediakan bahan yang akan bertindak sebagai biosignature untuk mengkonfirmasi keberadaan kehidupan organik dalam sampel yang diteliti. Seperti yang dijelaskan Marshall:
"Kata orang," Jika terlihat seperti kehidupan dan memiliki sinyal karbon Raman, maka kita memiliki kehidupan. Tapi, tentu saja, kita tahu mungkin ada bahan karbon yang dibuat dalam proses lain - seperti dalam lubang hidrotermal - konsisten dengan tampak seperti mikrofosil yang juga memiliki beberapa sinyal karbon. Orang-orang juga membuat struktur karbon yang luar biasa secara artifisial yang terlihat seperti mikrofosil - persis sama. Jadi, kita berada di persimpangan sekarang di mana sangat sulit untuk mengetahui apakah ada kehidupan hanya berdasarkan pada morfologi dan spektroskopi Raman. "
Ini bukan pertama kalinya Marshall dan rekan penulisnya menganjurkan penggunaan vanadium untuk mencari tanda-tanda kehidupan. Begitulah subjek dari presentasi yang mereka buat di Astrobiology Science Conference pada tahun 2015. Terlebih lagi, Marshall dan timnya menekankan bahwa akan mungkin untuk melakukan teknik ini menggunakan instrumen yang sudah menjadi bagian dari NASA Mars 2020 misi.
Metode yang mereka usulkan juga melibatkan teknik baru yang dikenal sebagai mikroskop fluoresensi sinar-X, yang melihat komposisi unsur. Untuk menguji teknik ini, tim memeriksa mikrofosil berdinding organik yang diubah termal yang dulunya bahan organik) yang disebut acritarchs). Dari data mereka, mereka mengkonfirmasi bahwa jejak vanadium ada dalam mikrofosil yang tak terbantahkan organik.
“Kami menguji alat untuk melakukan pembuktian konsep pada mikrofosil di mana tidak ada bayangan keraguan bahwa kami sedang melihat biologi purba yang terlestarikan,” kata Marshall. “Zaman mikrofosil ini menurut kami adalah Devonian. Orang-orang ini adalah mikroorganisme akuatik - mereka dianggap mikroalga, sel eukariotik, lebih maju daripada bakteri. Kami menemukan konten vanadium yang Anda harapkan dalam bahan cyanobacterial. "
Mereka berpendapat bahwa bagian kecil kehidupan yang ter-mikrofosilisasi ini mungkin tidak jauh berbeda dari jenis kehidupan yang mungkin ada di Mars miliaran tahun yang lalu. Penelitian ilmiah lainnya juga menunjukkan bahwa vanadium adalah hasil dari senyawa organik (seperti klorofil) dari organisme hidup yang mengalami proses transformasi yang disebabkan oleh panas dan tekanan (mis. Perubahan diagenetik).
Dengan kata lain, setelah makhluk hidup mati dan terkubur dalam endapan, vanadium terbentuk di dalam jenazah mereka sebagai akibat terkubur di bawah lapisan batuan yang semakin banyak - yaitu fosilisasi. Atau, seperti yang dijelaskan oleh Marshall:
“Vanadium menjadi kompleks dalam molekul klorofil. Klorofil biasanya memiliki magnesium di tengah - di bawah penguburan, vanadium menggantikan magnesium. Molekul klorofil terjerat dalam bahan berkarbon, sehingga menjaga vanadium. Ini seperti jika Anda memiliki tali yang disimpan di garasi Anda dan sebelum Anda menyimpannya Anda membungkusnya sehingga Anda dapat menguraikannya saat nanti Anda membutuhkannya. Tapi seiring waktu di lantai garasi itu menjadi kusut, hal-hal terjebak di dalamnya. Bahkan ketika Anda menggoyangkan tali itu dengan keras, hal-hal tidak keluar. Itu berantakan kusut. Demikian pula, jika Anda melihat bahan yang mengandung karbon ada tumpukan karbon yang berantakan dan Anda mendapatkan vanadium yang tercampur. "
Pekerjaan ini didukung oleh Hibah Penelitian Internasional ARC (IREX) - yang mensponsori penelitian yang berupaya menemukan biosignatures untuk kehidupan ekstraseluler - dengan dukungan tambahan dari Synchrotron Australia dan Sumber Foton Lanjutan di Argonne National Laboratory. Ke depan, Marshall dan rekan-rekannya berharap untuk melakukan penelitian lebih lanjut yang akan melibatkan penggunaan spektroskopi Raman untuk mempelajari bahan karbon.
Saat ini, penelitian mereka tampaknya telah menarik minat Badan Antariksa Eropa. Howell Edwards, yang juga melakukan penelitian menggunakan spektroskopi Raman (dan siapa yang bekerja telah didukung oleh hibah ARC), adalah bagian dari tim ESA Mars Explorer, di mana ia bertanggung jawab untuk instrumentasi pada ExoMars 2020 bajak. Tetapi, seperti yang ditunjukkan Marshall, tim juga berharap bahwa NASA akan mempertimbangkan studi mereka:
"Semoga seseorang di NASA membaca koran. Yang cukup menarik, ilmuwan yang memimpin peneliti utama untuk spektrometer sinar-X untuk wahana antariksa, mereka menyebutnya PIXL, adalah mahasiswa pascasarjana pertamanya dari Macquarie University, sebelum masa KU-nya. Saya pikir saya akan mengirim email kepadanya kertas dan berkata, 'Ini mungkin menarik.' "
Dekade berikutnya diharapkan menjadi waktu yang sangat menguntungkan untuk misi eksplorasi ke Mars. Beberapa penjelajah akan menjelajahi permukaan, berharap menemukan bukti kehidupan yang sulit dipahami. Misi ini juga akan membantu membuka jalan bagi misi kru NASA ke Mars pada tahun 2030-an, yang akan melihat astronot mendarat di permukaan Planet Merah untuk pertama kalinya dalam sejarah.
Jika, pada kenyataannya, misi-misi ini menemukan bukti kehidupan, itu akan memiliki efek mendalam pada semua misi masa depan ke Mars. Ini juga akan memiliki dampak yang tak terukur pada persepsi manusia tentang dirinya sendiri, mengetahui pada akhirnya bahwa miliaran tahun yang lalu, kehidupan tidak muncul di Bumi sendirian!
