7. august 1996 surret journalister, fotografer og TV-kameraoperatører inn i NASAs hovedkvarter i Washington, DC. Publikum fokuserte ikke på rekken av sittende forskere i NASAs auditorium, men på en liten, klar plastboks på bordet foran dem. Inne i boksen var en fløyelspute, og hekket på den som en kronjuvel var en stein - fra Mars. Forskerne kunngjorde at de hadde funnet livstegn inne i meteoritten. NASA-administrator Daniel Goldin sa med glede at det var en "utrolig" dag. Han var mer nøyaktig enn han visste.
Bergarten, forklarte forskerne, hadde dannet seg for 4, 5 milliarder år siden på Mars, hvor den ble værende inntil for 16 millioner år siden, da den ble skutt ut i verdensrommet, sannsynligvis av virkningen av en asteroide. Bergarten vandret det indre solsystemet til for 13 000 år siden, da det falt til Antarktis. Den satt på isen i nærheten av AllanHills til 1984, da snøscooter-geologer øste den opp.
Forskere ledet av David McKay fra JohnsonSpaceCenter i Houston fant ut at berget, kalt ALH84001, hadde en egen kjemisk sminke. Den inneholdt en kombinasjon av mineraler og karbonforbindelser som på Jorden er skapt av mikrober. Den hadde også krystaller av magnetisk jernoksyd, kalt magnetitt, som noen bakterier produserer. Videre presenterte McKay for publikum et elektronmikroskoputsnitt av berget som viser kjeder av kuler som bar en påfallende likhet med kjeder som noen bakterier danner på jorden. "Vi tror at dette faktisk er mikrofossiler fra Mars, " sa McKay, og la til at bevisene ikke var et "absolutt bevis" på tidligere Marsliv, men heller "peker i den retningen."
Blant de siste som snakket den dagen var J. William Schopf, et universitet i California i Los Angeles paleobiolog, som spesialiserer seg på fossile jordarter fra tidlig jord. "Jeg skal vise deg det eldste beviset på livet på denne planeten, " sa Schopf til publikum og viste et lysbilde av en 3, 465 milliarder år gammel fossilisert kjede med mikroskopiske kuler som han hadde funnet i Australia. "Dette er påviselig fossiler, " sa Schopf og antydet at NASAs Martian-bilder ikke var det. Han lukket ved å sitere astronomen Carl Sagan: "Ekstraordinære påstander krever ekstraordinære bevis."
Til tross for Schopfs merknad om skepsis, ble NASA-kunngjøringen trompet over hele verden. "Mars levde, rockshow Meteorite viser bevis på liv i en annen verden, " sa New York Times. "Fossil fra den røde planeten kan bevise at vi ikke er alene, " erklærte The Independent of London .
I løpet av de siste ni årene har forskere tatt Sagans ord veldig inn. De har undersøkt den martinske meteoritten (som nå er å se på Smithsonians National Museum of Natural History), og i dag er det få som tror at den har Martian-mikrober.
Kontroversen har fått forskere til å spørre hvordan de kan vite om noe klatt, krystall eller kjemisk rart er et tegn på liv - selv på Jorden. Adebate har blusset opp over noen av de eldste bevisene for livet på jorden, inkludert fossilene som Schopf stolt viste i 1996. Store spørsmål står på spill i denne debatten, inkludert hvordan livet først utviklet seg på jorden. Noen forskere foreslår at det i de første hundre millioner årene livet eksisterte, liknet lite på livet slik vi kjenner det i dag.
NASA-forskere tar lærdom av debatten om livet på jorden til Mars. Hvis alt går som planlagt, vil en ny generasjon rovere ankomme Mars innen det neste tiåret. Disse oppdragene vil omfatte banebrytende bioteknologi designet for å oppdage individuelle molekyler laget av Mars-organismer, enten levende eller lenge døde.
Søket etter liv på Mars har blitt mer presserende takket være delvis sonder fra de to roverne som nå streifer rundt Mars 'overflate og et annet romskip som kretser rundt planeten. De siste månedene har de gjort en serie forbløffende funn som nok en gang frister forskere til å tro at Mars har liv i livet - eller gjorde det tidligere. På en konferanse i februar i Nederland ble et publikum av Marseksperter kartlagt om livet i Mars. Cirka 75 prosent av forskerne sa at de trodde at livet en gang eksisterte der, og av dem mener 25 prosent at Mars har liv i dag.
Letingen etter de fossile restene av primitive encellede organismer som bakterier tok fart i 1953, da Stanley Tyler, en økonomisk geolog ved University of Wisconsin, undret seg over 2, 1 milliarder år gamle bergarter han hadde samlet i Ontario, Canada . Hans glassartede svarte bergarter kjent som cherts var fylt med rare, mikroskopiske filamenter og hule kuler. I samarbeid med Harvard paleobotonist Elso Barghoorn, foreslo Tyler at formene faktisk var fossiler, etterlatt av gamle livsformer som alger. Før arbeidet med Tyler og Barghoorn var det funnet noen fossiler som predated den kambriske perioden, som begynte for rundt 540 millioner år siden. Nå antydet de to forskerne at livet var til stede mye tidligere i den 4, 55 milliarder år lange historien til planeten vår. Hvor mye lenger tilbake det gikk gjensto for senere forskere å oppdage.
I løpet av de neste tiårene fant paleontologer i Afrika 3 milliarder år gamle fossile spor av mikroskopiske bakterier som hadde levd i massive marine skjær. Bakterier kan også danne det som kalles biofilmer, kolonier som vokser i tynne lag over overflater som steiner og havbunnen, og forskere har funnet solide bevis for biofilmer som strekker seg 3, 2 milliarder år tilbake.
Men på tidspunktet for NASAs pressekonferanse tilhørte det eldste fossile kravet UCLAs William Schopf, mannen som snakket skeptisk om NASAs funn på samme konferanse. I løpet av 1960-, 70- og 80-tallet hadde Schopf blitt en ledende ekspert på tidlige livsformer, og oppdaget fossiler rundt om i verden, inkludert 3 milliarder år gamle fossiliserte bakterier i Sør-Afrika. I 1987 rapporterte han og noen kolleger at de hadde funnet mikroskopiske fossiler på 3, 465 milliarder år på et sted som het Warrawoona i utlandet i Vest-Australia - de han ville vise på pressekonferansen fra NASA. Bakteriene i fossilene var så sofistikerte, sier Schopf, at de indikerer at "livet blomstret på den tiden, og dermed oppsto livet betydelig tidligere enn for 3, 5 milliarder år siden."
Siden den gang har forskere utviklet andre metoder for å oppdage tegn på tidlig liv på jorden. Den ene innebærer å måle forskjellige isotoper, eller atomformer, av karbon; forholdet mellom isotopen indikerer at karbonet en gang var en del av en levende ting. I 1996 rapporterte et team av forskere at de hadde funnet livets signatur i bergarter fra Grønland som daterte 3, 83 milliarder år tilbake.
Livstegnene i Australia og Grønland var bemerkelsesverdig gamle, spesielt med tanke på at livet antagelig ikke kunne ha vedvart på Jorden i de første hundrevis av millioner år. Det er fordi asteroider bombarderte den, kokte havene og sannsynligvis steriliserte planetens overflate før for rundt 3, 8 milliarder år siden. De fossile bevisene antydet at livet dukket opp rett etter at vår verden var avkjølt. Som Schopf skrev i sin bok Cradle of Life, forteller hans oppdagelse fra 1987 "at tidlig evolusjon gikk veldig langt veldig raskt."
En rask start på livet på jorden kan bety at livet også raskt kunne dukke opp på andre verdener - enten jordlignende planeter som kretser rundt andre stjerner, eller kanskje til og med andre planeter eller måner i vårt eget solsystem. Av disse har Mars lenge sett den mest lovende.
Overflaten på Mars i dag virker ikke som et sted som er gjestfritt for livet. Det er tørt og kaldt, stuper ned til -220 grader Fahrenheit. Den tynne atmosfæren kan ikke blokkere ultrafiolett stråling fra verdensrommet, noe som vil ødelegge enhver kjent levende ting på overflaten av planeten. Men Mars, som er så gammel som Jorden, kan ha vært mer gjestfri før i tiden. Tårnene og tørre innsjøbedene som markerer planeten indikerer at det en gang rant vann der. Det er også grunn til å tro, sier astronomer, at Mars 'tidlige atmosfære var rik nok på varmefangende karbondioksid til å skape en drivhuseffekt og varme opp overflaten. Med andre ord, tidlig på Mars var mye som tidlig jord. Hvis Mars hadde vært varm og våt i millioner eller til og med milliarder av år, kan livet ha hatt nok tid til å dukke opp. Når forholdene på overflaten til Mars ble stygg, kan livet ha blitt utdødd der. Men fossiler kan ha blitt etterlatt. Det er til og med mulig at livet kunne ha overlevd på Mars under overflaten, etter noen mikrober på jorden som trives miles under jorden.
Da Nasas Mckay presenterte bildene hans av marsfossiler til pressen den dagen i 1996, var en av millionene mennesker som så dem på TV, en ung britisk miljømikrobiolog ved navn Andrew Steele. Han hadde nettopp opparbeidet seg en doktorgrad ved University of Portsmouth, der han studerte bakterielle biofilmer som kan absorbere radioaktivitet fra forurenset stål i kjernefysiske anlegg. En ekspert på mikroskopiske bilder av mikrober, Steele fikk McKays telefonnummer fra kataloghjelp og ringte ham. "Jeg kan få deg et bedre bilde enn det, " sa han og overbeviste McKay om å sende ham stykker av meteoritten. Steele sine analyser var så gode at han snart jobbet for NASA.
Ironisk nok, men arbeidet hans underbygde NASAs bevis: Steele oppdaget at jordiske bakterier hadde forurenset Mars-meteoritten. Biofilmer hadde dannet seg og spredt seg gjennom sprekker til dets indre. Steele sine resultater motbeviser ikke marsfossilene direkte - det er mulig meteoritten inneholder både marsfossiler og antarktiske forurensninger - men, sier han, "Problemet er, hvordan kan du fortelle forskjellen?" Samtidig påpekte andre forskere ut at ikke-levende prosesser på Mars også kunne ha skapt kulene og magnetittklumpene som NASA-forskere hadde holdt opp som fossile bevis.
Men McKay står ved hypotesen om at mikrofossilene hans er fra Mars og sier at den er “konsistent som en pakke med en mulig biologisk opprinnelse.” Enhver alternativ forklaring må redegjøre for alle bevisene, sier han, ikke bare ett stykke om gangen.
Kontroversen har reist et dyptgripende spørsmål i hodet til mange forskere: Hva må til for å bevise tilstedeværelsen av liv for milliarder av år siden? i 2000 lånte oxford-paleontologMartin Brasier de originale Warrawoona-fossilene fra NaturalHistoryMuseum i London, og han og Steele og deres kolleger har studert kjemien og strukturen til bergartene. I 2002 konkluderte de med at det var umulig å si om fossilene var reelle, og i det vesentlige utsatte Schopfs arbeid for den samme skepsisen som Schopf hadde uttrykt om fossilene fra Mars. "Ironien gikk ikke tapt på meg, " sier Steele.
Spesielt hadde Schopf foreslått at fossilene hans var fotosyntetiske bakterier som fanget sollys i en grunne lagune. Men Brasier og Steele og medarbeidere konkluderte med at bergartene hadde dannet seg i varmt vann fylt med metaller, kanskje rundt en overopphetet ventilasjon i bunnen av havet - neppe den slags sted der en solekjær mikrob kunne trives. Og mikroskopisk analyse av berget, sier Steele, var tvetydig, da han demonstrerte en dag i laboratoriet ved å sprite et lysbilde fra Warrawoona-chert under et mikroskop rigget til datamaskinen hans. “Hva ser vi på der?” Spør han og plukker en krølling tilfeldig på skjermen sin. “Noen eldgamle skitt som har blitt fanget i en stein? Ser vi på livet? Kanskje, kanskje. Du kan se hvor lett du kan lure deg selv. Det er ingenting å si at bakterier ikke kan leve i dette, men det er ingenting som kan si at du ser på bakterier. ”
Schopf har svart på Steeles kritikk med ny forskning på egen hånd. Ved å analysere prøvene sine videre, fant han ut at de var laget av en form for karbon kjent som kerogen, som man kunne forvente i restene av bakterier. Av kritikerne hans, sier Schopf, "de vil gjerne holde debatten i live, men bevisene er overveldende."
Uenigheten er typisk for det raskt bevegelige feltet. Geologen Christopher Fedo fra George Washington University og geokronolog Martin Whitehouse fra det svenske naturhistoriske museet har utfordret det 3, 83 milliarder år gamle molekylære sporet av lett karbon fra Grønland, og sa at berget hadde dannet seg fra vulkansk lava, som er mye for varmt for mikrober til. stå imot. Andre nylige påstander er også under overfall. For et år siden kom et team av forskere overskrifter med sin rapport om ørsmå tunneler i 3, 5 milliarder år gamle afrikanske bergarter. Forskerne hevdet at tunnelene ble laget av gamle bakterier rundt det tidspunktet bergarten dannet seg. Men Steele påpeker at bakterier kan ha gravd tunnelene flere milliarder år senere. "Hvis du datet London-undergrunnen på den måten, " sier Steele, "vil du si at den var 50 millioner år gammel, fordi det er hvor gamle steinene er rundt den."
Slike debatter kan virke usømmelige, men de fleste forskere er glade for å se dem utfolde seg. "Hva dette vil gjøre er å få mange til å rulle opp ermene og se etter flere ting, " sier MIT-geolog John Grotzinger. For å være sikker handler debattene om finesser i fossilprotokollen, ikke om eksistensen av mikrober for lenge siden. Selv en skeptiker som Steele er fortsatt ganske trygg på at mikrobielle biofilmer levde for 3, 2 milliarder år siden. "Du kan ikke gå glipp av dem, " sier Steele om deres karakteristiske weblignende filamenter som er synlige under et mikroskop. Og ikke engang kritikere har utfordret det siste fra Minik Rosing, fra Københavns Geologiske museum, som har funnet karbonisotopens livssignatur i et utvalg av 3, 7 milliarder år gammel stein fra Grønland - det eldste ubestridte beviset på livet på jorden .
På spill i disse debattene er ikke bare tidspunktet for livets tidlige evolusjon, men veien det tok. Den siste september rapporterte for eksempel Michael Tice og Donald Lowe fra StanfordUniversity om 3.416 milliarder år gamle matter av mikrober bevart i bergarter fra Sør-Afrika. Mikroberne, sier de, utførte fotosyntese, men produserte ikke oksygen i prosessen. Et lite antall bakteriearter i dag gjør det samme - anoksygen fotosyntesen det kalles - og Tice og Lowe antyder at slike mikrober, snarere enn de konvensjonelle fotosyntetiske som ble studert av Schopf og andre, blomstret i løpet av den tidlige utviklingen av livet. Å finne ut livets tidlige kapitler vil fortelle forskere ikke bare mye om planeten vår. Det vil også lede deres søk etter tegn på liv andre steder i universet - starter med Mars.
I januar 2004 begynte NASA-rovers Spirit og muligheten begynte å rulle over det Martiske landskapet. I løpet av få uker hadde muligheten funnet det beste beviset på at vann en gang strømmet på planetens overflate. Bergens kjemi det ble samplet fra en slette kalt Meridiani Planum indikerte at den hadde dannet seg for milliarder av år siden i et grunt, forsvunnet hav. Et av de viktigste resultatene av rover-oppdraget, sier Grotzinger, medlem av rover-vitenskapsteamet, var robotens observasjon om at bergarter på Meridiani Planum ikke ser ut til å ha blitt knust eller kokt i den grad Jordens bergarter av det samme alder har vært - deres krystallstruktur og lagdeling forblir intakt. En paleontolog kunne ikke be om et bedre sted å bevare et fossil i milliarder av år.
Det siste året har brakt en mengde av pirrende rapporter. En kretsende sonde og bakkebaserte teleskoper oppdaget metan i atmosfæren til Mars. På jorden produserer mikrober store mengder metan, selv om den også kan produseres ved vulkansk aktivitet eller kjemiske reaksjoner i klodens jordskorpe. I februar kjørte rapporter gjennom mediene om en NASA-studie som angivelig konkluderte med at martans metan kan ha blitt produsert av underjordiske mikrober. NASAs hovedkvarter slynget seg raskt inn - kanskje bekymret for en gjentakelse av medienes vanvidd rundt den Martiske meteoritten - og erklærte at det ikke hadde noen direkte data som støtter påstander om livet på Mars.
Men bare noen dager senere kunngjorde europeiske forskere at de hadde oppdaget formaldehyd i den Martiske atmosfæren, en annen forbindelse som på jorden er produsert av levende ting. Kort tid etter ga forskere ved European Space Agency bilder av Elysium Plains, en region langs Mars 'ekvator. Strukturen i landskapet, hevdet de, viser at området var et frossent hav for bare noen få millioner år siden - ikke lenge, i geologisk tid. Afrozen sjø kan fortsatt være der i dag, gravlagt under et lag med vulkansk støv. Selv om det ennå ikke er funnet vann på Mars 'overflate, sier noen forskere som studerer martiske sluker at funksjonene kan ha blitt produsert av underjordiske akviferer, noe som antyder at vann og livsformene som krever vann, kan være skjult under overflaten.
Andrew Steele er en av forskerne som designer den neste generasjonen utstyr for å undersøke livet på Mars. Et verktøy han planlegger å eksportere til Mars kalles en mikroarray, en glassglide som forskjellige antistoffer er festet på. Hvert antistoff gjenkjenner og låser seg fast på et spesifikt molekyl, og hver prikk av et bestemt antistoff er blitt rigget for å gløde når det finner sin molekylære partner. Steele har foreløpige bevis på at mikroarrayen kan gjenkjenne fossile hopaner, molekyler som finnes i celleveggene til bakterier, i restene av en 25 millioner år gammel biofilm.
Den siste september reiste Steele og kollegene til den barske arktiske øya Svalbard, der de testet verktøyet i områdets ekstreme miljø som et forspill til å utplassere det på Mars. Da bevæpnede norske vakter holdt øye med isbjørn, brukte forskerne timer på å sitte på kjølig stein og analysere fragmenter av stein. Turen ble en suksess: mikroarray-antistoffene oppdaget proteiner laget av hardføre bakterier i steinprøvene, og forskerne unngikk å bli mat for bjørnene.
Steele jobber også med en enhet som heter MASSE (Modular Assays for Solar System Exploration), som er foreløpig beregnet for å fly på en European European Agency Agency-ekspedisjon 2011 til Mars. Han ser for seg at roveren knuser bergarter i pulver, som kan plasseres i MASSE, som vil analysere molekylene med en mikroarray, og lete etter biologiske molekyler.
Tidligere, i 2009, vil NASA lansere Mars Science Laboratory Rover. Den er designet for å inspisere overflaten av bergarter for særegne teksturer igjen av biofilmer. Mars-laboratoriet kan også se etter aminosyrer, byggesteinene til proteiner eller andre organiske forbindelser. Å finne slike forbindelser ville ikke bevise eksistensen av liv på Mars, men det vil styrke saken for det og anspore NASA-forskere til å se nærmere.
Vanskelig som Mars-analysene vil være, blir de gjort enda mer komplisert av trusselen om forurensning. Mars har blitt besøkt av ni romfartøyer, fra Mars 2, en sovjetisk sonde som krasjet inn i planeten i 1971, til NASAs Opportunity and Spirit. Enhver av dem kan ha båret hikserende jordmikrober. "Det kan være at de krasjet og likte det der, og da kunne vinden blåse dem over alt, " sier Jan Toporski, geolog ved University of Kiel, i Tyskland. Og det samme interplanetære spillet med støtfangerbiler som såret et stykke Mars til Jorden, kan ha dusjet jordbiter på Mars. Hvis en av de jordiske bergartene var forurenset med mikrober, kan organismen ha overlevd på Mars - i det minste en tid - og etterlatt spor i geologien der. Fortsatt er forskere trygge på at de kan utvikle verktøy for å skille mellom importerte jordmikrober og Martian.
Å finne livstegn på Mars er slett ikke det eneste målet. "Hvis du finner et beboelig miljø og ikke finner det bebodd, forteller det deg noe, " sier Steele. “Hvis det ikke er noe liv, hvorfor er det da ikke noe liv? Svaret fører til flere spørsmål. ”Det første vil være det som gjør den overveldende jorda så spesiell. Til slutt kan innsatsen som helles for å oppdage det primitive livet på Mars bevise sin største verdi her hjemme.
