Sagen for relikt liv på Mars

En meteorit fundet i Antarktis giver stærke vidnesbyrd om, at Mars engang har haft - og stadig kan have - mikrobiologisk liv

Everett K. Gibson, Jr., David S. McKay, Kathie Thomas-Keprta og Christopher S. Romanek*

$Beskrivelse: Beskrivelse: C:\Users\jørgen\Documents\ems.gif$

Indhold:

Indledning
Ugæstfri planet
Indgreb fra Mars
Karbonater er nøglen
Biomineral spor
Organiske carbon molekyler
Nanobakterier eller vedhæng?
Box: Budget rumsonde
Yderligere læsning

$Beskrivelse: Beskrivelse: C:\Users\jørgen\Documents\hrteal.gif$

Af alle de videnskabelige emner, der har grebet den offentlige psyke, har få holdt sig så fast som ideen om liv på Mars. Emnet, som begyndte ikke længe efter opfindelsen af teleskopet og har bestået en god del af de sidste tre århundreder, har inspireret utallige studier, rækkende fra de videnskabelige til de spekulative. Men fælles for dem alle var anerkendelsen af den kendsgerning, at hvis en anden planet i vort solsystem end Jorden har liv, er det næsten sikkert Mars.
    Interessen for liv på Mars har haft tendens til at falde sammen med nye opdagelser om den mystiske røde verden. Historisk er disse opdagelser ofte sket efter en af de periodiske tilnærmelser mellem de to planeter. Hvert 15. år kommer Mars så nær Jorden som 56 millioner kilometer (den næste tilnærmelse vil ske i sommeren år 2003). Typisk antog man, at liv på Mars var lige så intelligent og sofistikeret som Homo sapiens, om ikke mere. (Det er endnu mindre forklarligt at Mars skabninger populært er blevet beskrevet som grønne og diminutive.)
    Det var efter en af tilnærmelserne sent i det 19. århundred, at den italienske astronom Giovanni V. Schiaparelli bekendtgjorde, at han havde set store streger, som strakte sig tværs over planetens overflade. Han kaldte dem canali. Ved århundredets slutning insisterede den amerikanske astronom Percival Lovell på, at kendetegnene var kanaler, der var konstrueret af en avanceret civilisation. I 1960'erne og 1970'erne blev alle tiloversblevne teorier om stregerne og udviklede civilisationer dog stedt til hvile efter USA og Sovjetunionen sendte de første rumsonder til planeten. De kredsende rumfartøjer viste, at der faktisk ingen kanaler var, skønt der var lange, enorme kløfter. Inden for et årti bekræftede landingsfartøjer, at der ikke var vidnesbyrd om liv og slet ikke intelligent liv og civilisation.
    Skønt debatten om intelligent liv essentielt var overstået, var diskussionen om mikrobiologisk liv på planeten - især liv som kan have eksisteret på den varmere og mere våde Mars fra for milliarder af år siden - lige ved at begynde. I august 1996 blev dette emne slynget ind i søgelyset, da vi og et antal af vore kolleger ved National Aeronautics and Space Administration Johnson Space Center og på Stanford University bekendtgjorde, at usædvanlige karakteristika i en meteorit, som man vidste kom fra Mars, mest fornuftigt kunne tolkes som spor af gammelt Mars bakterieliv. Meteoritten, som vejede 1,9 kilogram og var på størrelse med en kartoffel, betegnedes ALH84001 og blev fundet i Antarktis i 1984.
    Vor teori blev på ingen måde universelt antaget. Nogle forskere insisterede på, at der var ikke-biologiske forklaringer på meteorittens særheder og at disse begrundelser var mere plausible end vor biologiske forklaring. Vi forbliver overbeviste om, at kendsgerningerne og analyserne, vi vil redegøre for i denne artikel, peger på eksistensen af en primitiv form for liv. Desuden kan sådanne livsformer stadig eksistere på Mars hvis, som nogle forskere har spekuleret på, porer og revner i klipper under planetens overflade indeholder flydende vand.
    Hvorfor burde forskere overhovedet bryde sig om den mulige eksistens af en sådan enkel livsform for milliarder af år siden på den røde planet? Det er helt sikkert, at udbredelsen af liv i universet er blandt de mest fremtrædende videnskabelige spørgsmål. Alligevel findes der næsten ingen hårde data, der kan bruges til at spekulere over det emne. En bekræftelse af at primitivt liv engang blomstrede på Mars, ville være yderst nyttig for dem, der studerer de områder af betingelser under hvilke en planet kan frembringe den komplekse kemi livet udvikler sig fra. Så kunne informationen også bruges til at forstå oprindelsen af liv på Jorden. I sidste ende kunne disse former for indsigter belyse forskellige hypoteser - som i øjeblikket ikke er meget mere end gætværk - om hvor almindeligt liv er i universet.

$Beskrivelse: Beskrivelse: C:\Users\jørgen\Documents\gibsopix\gibson3.gif$

Mars klippen også kendt som ALH84001, er vist her. Meteoritten er på størrelse med en kartoffel og vejer 1,9 kg. Den består mest af ortopyroxen, et silikatmateriale. Klippen blev skåret over, hvilket fritlagde et tværsnit (øverst). Den lodrette revne lidt til højre for midten af snittet er en revne, gennem hvilken der flød væske som afsatte kugler af karbonat mineraler. En to millimeter lang stump af meteoritten (nederst) indeholder adskillige af kuglerne, som er omkring 200 mikron i tværsnit. Koncentrationen af organiske forbindelser, kendt som polycyklisk aromatisk hydrocarbon, er højest i og omkring karbonatkuglerne. Resultatet antyder, at væsken, der flød gennem revnen, indeholdt henfaldsprodukterne fra levende organismer, som blev fanget af kuglerne, der var ved at danne sig.

Ugæstfri planet

Forholdene på Mars er i dag ikke gæstfri for livet som vi kender det. Planetens atmosfære består af 95 procent carbon dioxid, 2,7 procent nitrogen, 1,6 procent argon og kun spormængder af oxygen og vanddamp. Trykket ved overfladen er mindre end 1 procent af Jordens og de daglige temperaturer overskrider sjældent nul grader Celsius, selv i planetens varmeste områder i løbet af sommeren. Det vigtigste, en af livets fundamentale nødvendigheder, flydende vand, synes ikke at findes på planetens overflade.
    Givet disse realiteter er det måske ikke overraskende, at de to Viking rumsonder, som landede på planetens overflade i juli og september 1976, ikke fandt nogen vidnesbyrd om liv. Resultaterne skabte tvivl om - men udelukkede ikke fuldstændigt - muligheden for, at der er liv på Mars. Landerne, som var udstyret til at detektere organiske forbindelse ved en følsomhed på en del pr. milliard, fandt ingen, hverken på overfladen eller i marsbunden adskillige centimeter nede. På samme måde fandt tre andre eksperimenter ingen vidnesbyrd om mikroskopiske organismer. I sidste ende konkluderede forskerne, at muligheden for liv på Mars var temmelig lille og at en mere definitiv erklæring om emnet måtte afvente analyser af flere prøver af fremtidige landere - og, håbede man, returneringen af nogle prøver fra den røde planet til detaljeret studium på Jorden.
    Skønt landerne ikke fandt vidnesbyrd om liv på den nuværende Mars, antyder fotografier af planeten, taget fra kredsløb af Viking fartøjerne, såvel som tidligere billeder taget af Mariner 9 sonden, stærkt, at store vandmængder havde formet planetens overflade for nogle få milliarder år siden og måske for så nyligt som for adskillige hundreder millioner år siden. [se "Global Climatic Change on Mars," af Jeffrey S. Kargel og Robert G. Strom; Scientific American, november 1996].
    Desuden giver forskellige meteoritter fundet på Jorden, og som vides at være af Mars oprindelse - inkluderende ALH84001 selv - , håndgribelige tegn på at være blevet ændret af vand. Specifikt har man fundet, at nogle af disse meteoritter indeholder karbonater, sulfater, hydrater og lerarter, som, så vidt planetforskerne ved, kun kan dannes, når vand kommer i kontakt med andre mineraler i klippen.
    Naturligvis hænger hele argumentet på, at ALH84001 er kommet fra den røde planet. Om dette kan vi i det mindste være sikre. Den er en af adskillige meteoritter, der er fundet siden midten af 1970'erne i meteoritrige områder i Antarktis. I de tidlige 1980'erne begyndte Donald B. Bogard og Pratt Johnson fra NASA Johnson Space Center af studere en gruppe meteoritter, som man havde fundet indeholdt små bobler af gas, der var fanget i glas inde i klippen. Glasset menes at være dannet under sammenstød med meteorider eller kometer, mens klippen var på Mars' overflade. Nogle af disse glasdannende sammenstød påførte tilsyneladende klippen nok energi til, at brudstykker blev kastet ud i rummet; derfra blev nogle af disse klipper fanget af Jordens tyngdefelt. Dette sammenstødsscenario er efter planetforskernes mening det eneste, som kan redegøre for eksistensen af dele af Mars på vor verden.
    Bogard og Johnson fandt, at de små prøver af gas, der var fanget i glasset i nogle af meteoritterne, havde den eksakte kemiske og isotopiske sammensætning som gasser i Mars' atmosfære, der var blevet målt af Viking landerne i 1976. Eacute;n til én korrelationen mellem de to gasprøver - over et område på ni størrelsesordener - antyder stærkt, at disse meteoritter er fra Mars. I alt er det blevet vist, at fem meteoritter indeholder prøver af fanget Mars atmosfære. ALH84001 var ikke blandt de fem, der blev analyseret på denne måde; imidlertid placerer dens fordeling af oxygen isotoper, mineralogi og andre kendetegn den i samme gruppe som de andre fem Mars klipper.
    Fordelingen af oxygen isotoper indenfor en gruppe meteoritter har været det mest overbevisende bevis som etablerer, at klipperne - inkluderende ALH84001 - kommer fra Mars. I de tidlige 1970'ere viste Robert N. Clayton og hans medarbejdere på University of Chicago, at isotoperne oxygen 16, oxygen 17 og oxygen 18 i silikat materialerne inde i forskellige typer meteoritter har unikke relative mængder. Opdagelsen var betydningsfuld, fordi den demonstrerer, at vort solsystems legemer dannedes ud fra distinkte områder af soltågen og derfor har unikke oxygen isotop sammensætninger. Ved brug af dette "fingeraftryk" hjalp Clayton med at vise, at en gruppe på 12 meteoritter, inkluderende ALH84001, virkelig er i nær familie. Kombinationen af fangede gasser og den specifikke fordeling af oxygenisotoper har ført forskerne til at konkludere, at meteoritterne må være kommet fra Mars.

Indgreb fra Mars

Andre analyser, hovedsageligt af radioisotoper, har sat forskerne i stand til at skitsere ALH84001's historie fra dens oprindelse på den røde planet til nutiden. De tre nøgleperioder af interesse er klippens alder (længden af tid siden den krystalliseredes på Mars), hvor længe meteoritten rejste i rummet og hvor længe den har været på Jorden. Analyse af tre forskellige sæt radioaktive isotoper i meteoritten har bestemt hver af disse tidsperioder.
    Længden af tid siden klippen størknede fra smeltede materialer - materialets såkaldte krystalliseringsalder - er blevet bestemt ved brug af tre forskellige dateringsteknikker. En bruger isotoper af rubidium og strontium, en anden, neodymium og samarium og den tredje, argon. Alle tre metoder viste, at klippen er 4,5 milliarder år gammel. Efter geologiske standarder er klippen yderst gammel; tallet 4,5 milliarder år betyder, at den krystalliseredes inden for de første 1 procent af Mars' historie. Til sammenligning er de andre 11 Mars meteoritter, der er blevet analyseret, alle mellem 1,3 milliarder år og 165 millioner år gamle. Det er bemærkelsesværdigt, at en klippe, der er så gammel og så lidt ændret på Mars eller under sin tilstedeværelse i Antarktis is, kom til rådighed for forskernes studier.
    Varigheden af meteorittens rumodyssé blev bestemt gennem analysen af endnu andre isotoper, nemlig helium 3, neon 21 og argon 38. Mens en meteorit er i rummet bombarderes den af kosmiske stråler og andre højenergi partikler. Partiklerne vekselvirker med kernerne i visse atomer i meteoritten og frembringer de tre isotoper, der blev nævnt ovenfor. Ved at studere mængden og dannelsesraten af disse kosmologisk fremstillede isotoper, kan forskerne bestemme, hvor længe meteoritten var udsat for højenergi strålingen og derfor, hvor længe prøven var i rummet. Ved brug af denne metode konkluderede forskerne, at efter at være blevet revet løs fra sin planet tilbragte ALH84001 16 millioner år i rummet, før den faldt ned i Antarktis.
    For at bestemme hvor længe meteoritten lå i den antarktiske is benyttede A.J. Timothy Jull fra University of Arizona carbon 14 datering. Når silikater udsættes for kosmiske stråler i rummet, dannes der carbon 14. Med tiden udbalanceres produktions- og henfaldshastigheden og meteoritten bliver mættet med isotopen. Balancen forstyrres, når meteoritten falder ned fra rummet og produktionen af carbon 14 ophører. Imidlertid fortsætter henfaldet og reducerer mængden i klippen til det halve for hver 5.700 år. Ved at bestemme forskellen mellem mætningsniveauet og mængden målt i silikaterne kan forskerne bestemme, hvor længe meteoritten har været på Jorden. Jull fandt, at ALH84001 faldt ned fra rummet for 13.000 år siden.
    Helt fra det øjeblik, den blev fundet, viste meteoritten, som nu er kendt som ALH84001, sig usædvanlig og interessant. I 1984 fandt den amerikanske geolog Roberta Score meteoritten i Far Western Icefield i Allan Hills området. Score indså, at klippen var unik på grund af dens blege grøn-grå farve. Prøven viste sig at bestå af 98 procent grovkornet orthopyroxen [(Mg,Fe)SiO₃], et silikatmineral. Der er også relativt små mængder feldspat glas, som også kendes som maskelynit (NaAlSi₃O₈), olivin[(Mg,Fe)₂SiO₄], kromit (FeCr₂O₄) og pyrit (FeS₂) såvel som karbonatfaser og fyllosilikater.

Karbonater er nøglen

Det mest interessante aspekt ved ALH84001 er karbonaterne, der findes som små skiver, udfladede kugler, 20 til 250 mikroner i diameter. De dækker væggene af revner i meteoritten og er orienteret på en sådan måde, at de er udfladede mod revnernes indre vægge. De små kugler blev tilsyneladende afsat fra en væske, mættet med carbon dioxid, som sivede gennem revnen efter at silikaterne var dannet. Ingen af de andre 11 meteoritter, som vides at være kommet fra Mars, har sådanne små kugler.
    Det var inde i de små karbonatkugler vort forskerhold fandt det udvalg af unikke kendetegn, som førte os til at gætte på, at mikroskopiske organismer kom i kontakt med klippen i den fjerne fortid. Grundlæggende er sagen for gammelt mikrobeliv på Mars næsten udelukkende bygget omkring de små kugler.
    Individuelt peger ingen af de kendetegn, vi fandt, stærkt på liv. Kollektivt - og især indenfor begrænsningen af de små skiver - kan de små kugler plausibelt forklares som de gamle levn af mikrobeliv. Kendetegnene falder i adskillige kategorier af vidnesbyrd. En kategori centrerer sig om tilstedeværelsen af små jernoxid- og jernsufidkorn, som minder om dem, der frembringes af jordiske bakterier. Den anden gruppe drejer sig om tilstedeværelsen af organiske carbonmolekyler i og på småkuglerne. Endelig viser usædvanlige strukturer, fundet inde i kuglerne, en slående lighed med bakteriefossiler fundet på Jorden. Et andet relevant vidnesbyrd antyder, at kuglerne dannedes fra en vandrig væske under 100 grader Celsius.
    NASA Johnson Space Center forskere, sammen med Monica Grady fra British Museum of Natural History og arbejdere ved Open University i England, udførte de første isotop analyser af carbon og oxygen i karbonatkuglerne. Carbon analysen viser, at kuglerne har mere carbon 13 end nogen karbonater fundet på Jorden, men lige den rette mængde til at være kommet fra Mars.
    Det meste carbon på Jorden består af 98,9 procent carbon 12 og 1,1 procent carbon 13. Forskellige reaktioner kan imidlertid ændre dette forhold. For eksempel er en carbonprøve, der har været del af en organisk forbindelse - lad os sige i plantestof - noget mere beriget med carbon 12, hvorimod carbon i kalksten er relativt beriget med carbon 13. Carbon i ALH84001's kugler er mere beriget med carbon 13 end nogen naturlige materialer på Jorden. Desuden er berigelsen anderledes end den i de andre 11 Mars meteoritter. Denne kendsgerning antyder, at carbon i kuglerne - ulig de spormængder, der ses i de andre Mars meteoritter - kan være udledt fra Mars' atmosfære.
    Analyse af fordelingen af oxygenisotoper i karbonaterne kan give information om temperaturen, ved hvilken disse mineraler dannedes. Emnet sigter direkte på spørgsmålet, hvorvidt karbonaterne blev dannet ved temperaturer, som kunne understøtte mikrobeliv, fordi jordiske organismer ikke overlever ved temperaturer over omkring 115 grader C. NASA-U.K. holdet analyserede oxygen isotoperne i karbonatkuglerne. Disse resultater antyder stærkt, at kuglerne dannedes ved temperaturer, der ikke var højere end 100 grader C. Tidligere dette år brugte John W. Valley fra University of Wisconsin-Madison en ion mikrosonde teknik til at bekræfte vort resultat.
    Det bør bemærkes, at en anden forskergruppe, ledet af Ralph P. Harvey fra Case Western Reserve University, har analyseret den kemiske sammensætning af mineralerne i karbonaterne med en elektron mikrosonde og konkluderet, at karbonaterne dannedes ved 700 grader C. Ifølge vort synspunkt er Harveys resultater i modstrid med en voksende mængde vidnesbyrd for, at kuglerne dannedes ved relativt lave temperaturer.
    Vi er yderst interesserede i karbonaternes alder, fordi det ville lade os estimere, hvornår mikrobeliv efterlød sit mærke på den klippe, der blev til ALH84001. Alligevel er alt, vi kan sige med sikkerhed, at karbonaterne krystalliserede i meteorittens revner på et tidspunkt efter selve klippen krystalliseredes. Forskellige forskergrupper er kommet med aldre, som strækker sig fra 1,3 til 3,6 milliarder år; de data, der er indsamlet indtil nu, er imidlertid utilstrækkelige til endeligt at datere karbonatkuglerne.

$Beskrivelse: Beskrivelse: C:\Users\jørgen\Documents\gibsopix\gibson2.gif$

Den segmenterede genstand (ovenfor til venstre) er 380 nanometer lang og blev fundet i en karbonatkugle i meteorit ALH84001. Den lille struktur minder om fossile bakterier, eller mikrofossiler, fundet på Jorden. For eksempel mener man, at det lodret orienterede objekt i fotografiet til højre er et mikrofossil. Objektet, som også er 380 nanometer langt, blev fundet 400 meter under Jordens overflade (i staten Washington) i en type geologisk formation, som kaldes Columbia River Basalt.

Biomineral spor

Den første kategori af vidnesbyrd involverer visse mineraler, som findes inde i karbonatkuglerne; mineralernes type og arrangement er om ikke identisk med så dog lignende visse biomineraler fundet på Jorden. Indvendigt er kuglerne rige på magnesit (MgCO₃) og siderit (FeCO₃), små mængder kalcium og mangan karbonater. Finkornede partikler af magnetit (Fe₃O₄) og sulfider, der strækker sig i størrelse fra 10 til 100 nanometer i længden, er til stede inde i ophavskarbonatet. Magnetitkrystallerne er kubeformede, har form som en dråbe eller er uregelmæssige. Individuelle krystaller har velbevarede strukturer med små vidnesbyrd om defekter eller sporurenheder.
En analyse af prøverne, udført med højopløsnings-elektronmikroskopi koblet med energispredningsmikroskopi, viser, at størrelsen, renheden, morfologien og krystalstrukturen i alle disse magnetitter er typisk for magnetitter produceret af bakterier på Jorden. Jordiske magnetit partikler, som er associeret med fossile bakterier, kaldes magnetfossiler. Disse partikler findes i forskellige sedimenter og jordbunde og klassificeres ifølge deres størrelse, som superparamagnetiske (mindre end 20 nanometer lange) eller enkelt-domæne (20 til 100 nanometer). Magnetitterne inde i ALH84001 er typisk 40 til 60 nanometer lange.
Enkelt domæne magnetit er blevet rapporteret i gamle jordiske kalksten og betragtes alment som værende produceret af bakterier. Det er yderst interessant, at nogle af magnetitterne i ALH84001 er arrangeret i kæder, ikke ulig perler på en snor. Jordiske bakterier producerer ofte magnetit i præcis dette mønster, fordi de, når de behandler jern og oxygen fra vandet biologisk, producerer krystaller, der naturligt retter sig ind efter Jordens magnetiske felt.

Organiske carbon molekyler

Tilstedeværelsen af organiske carbon molekyler i ALH84001 udgør den anden gruppe spor. I de seneste år har forskerne ikke bare fundet organiske molekyler i Mars meteoritter men også i meteoritter, der vides at komme fra asteroidebæltet i det interplanetare rum, som næppe kunne understøtte liv. Ikke desto mindre antyder typen og den relative mængde af de specifikke organiske molekyler, der er identificeret i ALH84001, livsprocesser. Tilstedeværelsen af indfødte organiske molekyler inde i ALH84001 er det første bevis for, at sådanne molekyler har eksisteret på Mars.
    Når levende organismer på Jorden dør og henfalder, skaber de hydrocarbon associeret med kul, tørv og petroleum. Megen af denne hydrocarbon tilhører en klasse organiske molekyler, der kaldes polycyklisk aromatisk hydrocarbon (PAH). Der findes tusindvis af forskellige PAH'er. Deres tilstedeværelse i en prøve demonstrerer ikke i sig selv at der fandt biologiske processer sted. Det er placeringen og PAH'ernes associationer i karbonatkuglerne, der gør deres opdagelse så interessant.
    I ALH84001 findes PAH altid i karbonatrige områder, inkluderende kuglerne. Ud fra vort synspunkt er de relativt enkle PAH'er henfaldsprodukterne fra levende organismer, der blev båret af en væske og fanget, da kuglerne blev dannet. I 1996 viste et hold på Open University, at carbon i kuglerne i ALH84001 har en isotopsammensætning, der antyder mikrober, som brugte methan som fødekilde. Hvis den bekræftes, vil denne opdagelse være et af de stærkeste vidnesbyrd til dato om, at klippen bærer aftrykket af biologisk aktivitet.
    I vor bekendtgørelse fra 1996 anvendte Richard N. Zare og Simon J. Clemett fra Stanford en yderst følsom analytisk teknik til at vise, at ALH84001 indeholder et relativt lille antal forskellige PAH'er, som alle er blevet identificeret i mikrobers henfaldsprodukter. Det vigtigste er, at PAH'erne fandtes at være lokaliseret inde i meteoritten, hvor det er meget usandsynligt, at der skulle være sket forurening. Dette afgørende resultat støtter ideen om, at karbonaterne er marsiske og indeholder levningerne af gamle levende organismer.
    PAH'er en komponent i automobiludstødning og de er også blevet fundet i meteoritter, planetære støvpartikler og endda i det interstellare rum. Det er betydningsfuldt, at ultrafølsom analyse af fordelingen af PAH i ALH84001 viste, at PAH'erne ikke kunne være kommet fra Jorden eller fra en udenjordisk kilde, bortset fra Mars.
    Måske er det visuelt mest uimodståelige vidnesbyrd for at i det mindste rester af mikrober kom i kontakt med klippen de genstande, der forekommer at være fossile rester af selve mikroberne. Detaljeret undersøgelse af ALH84001 karbonaterne ved brug af højopløsning scanning elektron mikroskopi (SEM) afslørede usædvanlige kendetegn, som ligner dem, der ses i jordiske prøver i forbindelse med biogenisk aktivitet. Nærbilleder viser, at karbonatkuglerne indeholder ovale og rørformede legemer. Genstandene er omkring 380 nanometer lange, hvilket betyder, at de meget vel kunne være de fossile rester af bakterier. For at indpakke alle de komponenter, der sædvanligvis kræves for at en jordisk bakterie skal fungere, synes der at kræves størrelser over 250 nanometer. Yderligere rørlignende krumme strukturer fundet i kuglerne er 500 til 700 nanometer i længde.

Nanobakterier eller vedhæng?

Andre genstande, der er fundet inde i ALH84001, er tæt på den nedre størrelsesgrænse for bakterier. Disse ovaler er kun 40 til 80 nanometer lange; andre rørformede legemer strækker sig fra 30 til 170 nanometers længde og 20 til 40 nanometer i diameter. Disse størrelser er en faktor 10 mindre end de jordiske mikrober, der er almindeligt anerkendt som bakterier. Dog har typiske celler ofte vedhæng, som i almindelighed er temmelig små - faktisk på omtrent samme størrelse som kendetegnene observeret inde i ALH84001. Det kan være muligt, at nogle af kendetegnene er fragmenter eller dele af større enheder i prøven.
    ALH84001's talrige ovale og aflange kendetegn er essentielt identiske i størrelse og morfologi med de såkaldte nanobakterier på Jorden. Indtil videre har der været meget få studier af nanobakterier i området fra 20 til 400 nanometer. Men fossile bakterier fundet i underjordiske basaltprøver fra Columbia River Basin i staten Washington [se "Microbes Deep inside the Earth," af James K. Fredericson og Tullis C. Onstott; Scientific American, oktober 1996] har kendetegn, der essentielt er identiske med nogle af dem, der er observeret i ALH84001's ovaler.
    ALH84001 var tilstede på Mars for 4,5 milliard år siden, da planeten var mere våd, varmere og havde en tættere atmosfære. Derfor kunne vi forvente at se vidnesbyrd om, at klippen var blevet ændret af kontakt med vand. Alligevel bærer klippen få spor af såkaldte vandige ændringsvidnesbyrd. Et sådant vidnesbyrd ville være lermineraler, som ofte dannes ved vandige reaktioner. Meteoritten indeholder faktisk fyllosilikat materiale, men kun i spormængder. Det er endvidere ikke klart om lermineralet dannedes på Mars eller i Antarktis.
    Mars havde flydende vand på sin overflade tidligt i sin historie og kan stadig have et aktivt grundvandssystem under permafrosten eller kryosfæren. Hvis mikroorganismer udvikledes på overfladen i en periode, da flydende vand dækkede dele af Mars, kan mikroorganismerne have spredt sig til miljøer under overfladen, da betingelserne blev barske på overfladen. Mars overflade indeholder rigelige mængder af basalt, som utvivlsomt revnede i perioden med tidligt bombardement i de første 600 millioner år af dens historie. Disse revner kunne tjene som stier for flydende vand og kunne have været opholdssted for enhver livsform, der tilpassede sig planetens skiftende forhold. Situationen har en analog på Jorden, hvor tynde mellemrum mellem på hinanden følgende lavastrømme synes at tjene som tilførselskanaler for vand til bevægelse og ophold af grundvand, som indeholder levende bakterier.
    Organismer kan også have udviklet sig ved varme kilder i underjordiske hydrotermiske systemer på Mars, hvor kemisk uligevægt kan opretholdes i miljøer, der minder om dem, der er ved de mineralrige "varme rygere" på Jordens havbund.
    Det er således helt muligt, at hvis organismer eksisterede på Mars i den fjerne fortid, så er de der stadig. Tilstedeværelsen af vand inde i porerne i et reservoir under overfladen ville muliggøre deres overlevelse. Hvis karbonaterne inde i ALH84001 blev dannet så tidligt som for 3,6 milliarder år siden og har biologisk oprindelse, så kan de være rester af det tidligste Mars liv.
    Analyserne af ALH84001 er indtil videre konsistente med, at meteorittens karbonarkugler indeholder levninger af gammelt mikrobeliv. Studiet af meteoritten er imidlertid langt fra slut. Om disse undersøgelser vil bekræfte eller modificere vor hypotese eller ej, så vil de være uvurderlige lærerige erfaringer for forskere, som kan få mulighed for at benytte erfaringerne i de kommende år. Vi håber at en "prøvereturnering"'s mission vil blive opsendt i 2005 til at indsamle Mars klipper og marsbund med robotter og returnere dem til Jorden toethalvt år senere. Til at starte fra marsoverfladen for hjemturen til Jorden, kan denne revolutionære mission måske bruge oxygen, produceret på marsoverfladen ved at nedbryde carbon dioxid i planetens atmosfære.
    Gennem projekter som returnering af prøver, vil vi endelig begynde at indsamle den slags data, som vil sætte os i stand til endeligt at bestemme, om livet kom tilstede på Mars. Denne form for indsigt vil derefter i sidste ende give os et perspektiv på et af de største videnskabelige mysterier: udbredelsen af liv i vort univers.

Budget rumsonde

$Beskrivelse: Beskrivelse: C:\Users\jørgen\Documents\gibsopix\gibson1.gif$

En kombination af geologiske og meteorologiske fænomener samler meteoritter ved foden af Antarktis' bjerge. Efter landing bliver meteoritterne begravet i sammenpresset sne, som med tiden bliver til is. Plader af is bevæger sig mod kontinentets kant og bærer meteoritterne med sig. Hvis et bjerg blokerer horisontal bevægelse af meteoritterne, vil de med tiden blive frilagt nær bjerget. Grunden er, at vindene langsomt men fortsat fjerner isen over meteoritterne ved at gøre den luftforming. Ablation fritlægger områder af is, som har været begravet dybt under overfladen, så der findes meteoritter på is, som alment er mere end 10.000 år gammel og blå i farven.

I 1969 fandt et hold japanske glaciologer, der arbejdede nær Yamamoto Mountains i Antarktis otte meteoritter i en ismark, som man vidste var mere end 10.000 år gammel. Opdagelsen var bemærkelsesværdig, fordi meteoritterne var af fire forskellige typer, hvilket viste, at de ikke alle kunne være faldet samtidigt, som dele af den samme meteorit.
Det tog ikke glaciologerne længe at regne ud hvordan isstrømmen bevarer klipperne. Meteoritter, der lander på den antarktiske is bliver begravet i sammenpresset sne kaldet firn (evig sne), som med tiden bliver til is. Denne is bliver med tiden til "gammel" is, som er blålig i farven.
Drevet frem af tyngdekraften bevæger ismasser sig med en hastighed af omkring to til tre meter om året, fra det relativt højtliggende indre af det antarktiske kontinent mod kanterne (til venstre) Hvis en forhindring, som en bjergkæde, forhindrer isens bevægelse, skubbes ismassen op mod barrieren. Isen - og de meteoritter den indeholder - kan ikke bevæge sig horisontalt.Når vindene i mellemtiden blæser hen over den, vil isens overfladelag langsomt blive fjernet ved en proces, der kaldes ablation.

Ablation, hvorved den faste is omdannes direkte til en luftform, fjerner typisk to til tre centimeter is pr. år.Når isen fjernes, fritlægges meteoritterne i den til ispladens overflade. Slutresultatet er, at meteoritterne fortsat samles og udgraves ved foden af Antarktis bjerge. Fordi ablationen fritlægger områder af is, der har været begravet dybt under den evige sne, findes meteoritterne altid på områder med gammel, blålig is. Ingen andre steder i verden foregår denne vidunderlige koncentrationsmekanisme. Kun Antarktis har den nødvendige kombination af bevægelige gletschere og barrierer af bjerge.
I løbet af de sidste 28 år har videnskabelige hold indsamlet mere end 17.000 meteoritter. Størstedelen kom fra asteroidebæltet, men den antarktiske høst har også givet 14 prøver fra Månen og seks fra Mars.
Leveret som de er, ganske gratis, er meteoritterne blevet kaldt den fattige mands rumsonde. Før opdagelsen af den antarktiske meteoritcache, havde verdens meteoritsamlinger kun mellem 2.000 og 2.500 forskellige prøver.
-E.K.G., D.S.M., K.T-K. og C.S.R.

Yderligere læsning

Mars Edited by Hugh H. Kieffer, Bruce M. Jacosky, Conway W. Snyder and Mildred S. Matthews. University of Arizona Press, 1992.

What We Have Learned about Mars from SNC Meteorites. Harry Y. McSween, Jr. in Meteoritics, Vol. 29, No. 6, pages 757-779; November 1994.

Search for Past Life on Mars: Possible Relic Biogenic Activity in Martian Meteorite ALH84001. David S. McKay et al. in Science, Vol.273, pages 924-930; August 16, 1996.

Microbes Deep inside the Earth. James K. Fredericson and Tullis C. Onstott in Scientific American, Vol. 275, No. 4, pages 42-47; October 1996.

Water on Mars. Michael H. Carr. Oxford University Press, 1996.

Destination Mars: In Art, Myth and Science. Jay Barbree and Martin Caidin, with Susan Wright. Penguin Studio, 1997.

$Beskrivelse: Beskrivelse: C:\Users\jørgen\Documents\hrteal.gif$

* Everett K. Gibson, Jr., David S. McKay, Kathie Thomas-Keprta og Christopher S. Romanek var medlemmer af det hold, der først rapporterede vidnesbyrd om forhenværende biologisk aktivitet inde i ALH84001 meteoritten. Gibson, McKay og Thomas-Keprta arbejder ved National Aeronautics and Space Administration Johnson Space Center i Houston, Tex.; Romanek, tidligere National Research Council postdoctoral fellow ved Johnson Center, er på afdelingen for geologi og Savannah River Ecology Laboratory ved University of Georgia. Gibson, geokemiker og meteoritspecialist, og McKay, geolog og ekspert i planetære klipper, er seniorforskere i Johnson Center's Earth Sciences and Solar System Exploration Division. Thomas-Keprta, seniorforsker på Lockheed Martin, er biolog og anvender elektromikroskopi til at studere meteoritter, interplanetare støvpartikler og prøver af Månen. Romaneks speciale er lavtemperatur geokemi og stabil-isotop massespektrometri.

*Oversat fra The Case for Relic Life on Mars, Scientific American, december 1997, ss.36-41.

$Beskrivelse: Beskrivelse: C:\Users\jørgen\Documents\hrteal.gif$

22. september, 2000.

Indhold
Allan Hills 84001
Index