Muinaisten marsilaisten merkit
Jos planeettamme elämän sunnattoman monimuotoisuuden opiskelu on opettanut jotakin, ydinviesti voisi olla vaikkapa se, että elämä kyllä keksii keinot. Elävät organismit ovat sopeutuneet jokaiseen elinympäristöön, jota vain olemme keksineet planeetallamme tarkastella, ja sittenkin tutkijat hämmästyvät tämän tästä löytäessään eläviä organismeja sopeutuneena vieläkin äärimmäisempiin olosuhteisiin — sellaisiin, joiden piti olla saavuttamattomissa. Ne fysikaalisen maailman rajoitteet, joiden puitteissa elävät organismit voivat pitää aineenvaihduntansa käynnissä, sekä kasvaa ja lisääntyä, laajenevat jatkuvasti saadessamme tietoa ekstremofiileiksi kutsutuista äärimmäisistä mikrobeista. Ne kestävät suurta kuumuutta ja jäädyttämistä lähes absoluuttiseen nollaan, avaruuden tyhjiötä sekä valtaisaa painetta merenpohjien alapuolisissa sedimenteissä, ihmisen kudoksia liuottavaa ja tuhoavaa happamuutta ja emäksisyyttä, ja jopa intensiivistä säteilyä, joka tekisi omat solumme toimintakyvyttömiksi lyhyessä ajassa.
Elävät organismit ovat kerran synnyttyään ja planeetan vallattuaan niin kestäviä ja sopeutumiskykyisiä, että planeetan sterilointi vaatisi käytännössä suuren asteroidin kosmista törmäystä, mikä höyrystäisi planeetan kiinteän kivisen kuorikerroksen liike-energiansa muututtua valtaisaksi määräksi lämpöä. Ja silloinkin, törmäyksen voimasta avaruuteen sinkoavat kuorikerroksen heitteleet sisältäisivät runsaasti mikrobeita, jotka selviäisivä kivenmurikoidensa sisällä vuosituhansia tai jopa miljoonia, ja kansoittaisivat planeetan uudelleen sen kuorikerroksen taas jäähdyttyä ja heitteleiden satuttua palaamaan takaisin planeetan pinnalle avaruusseikkailultaan. Jotkut tutkijat arvelevat, että edes venuksen kokema äärimmäinen kasvihuoneilmiö ei riitä steriloimaan planeettaa, vaan elämä saattaa edelleenkin kukoistaa jopa Venuksen kaasukehän yläosissa, miedommissa lämpötilaolosuhteissa. Siihen verrattuna Marsin olosuhteet ovat eläville organismeille suorastaan ihanteellinen paratiisi, jos ei lasketa aivan planeetan voimakkaassa ultraviolettisäteilyssä korventuvaa pintaa.
Eikä elämä vain keksi keinoja, vaan se keksii ne aina vain uudelleen ja uudelleen. Kun ympäristö asettaa eliöiden selviytymiselle haasteensa, ne löytävät kerta toisensa jälkeen samat toimivat ratkaisut haasteisiin ja sopeutuvat olosuhteisiin. Esimerkiksi näkökyky on kehittynyt eläinmaailmassa lukuisia kertoja, ja silmäksi kutsutut näköaistille oleelliset elimet ovat kehittyneet toisistaan riippumatta kymmeniä kertoja planeettamme biosfäärin kehityshistorian aikana. Mutta näkökyky on kehittynyt muillekin eliöryhmille, ei vain eläimille, eikä siihen välttämättä edes tarvita erikoistuneita elimiä. Kasvitkin näkevät, ne aistivat valon voimakkuuden ja suunnan, ja kykenevät suuntaamaan kasvunsa valoa kohti. Niillekin on kehittynyt näkökyky, vaikka ovatkin silmättömiä. Kasvit aistivat valon suunnan valon taittuessa ja sirotessa niiden solujen välisissä ilmaraoissa. Se tuottaa kasvinversojen sisälle valaistusolosuhteet, jotka paljastavat soluille valon suunnan ja kertovat minne kasvua tulisi suunnata. Myös mikrobit osaavat aistia valon suunnan koko solullaan ja vaikkapa uida sitä kohti, jos se vain on tarkoituksenmukaista. Se kertoo omalta osaltaan, että valoaistimukset ovat äärimmäisen tärkeitä informaation lähteitä elävien organismien selviämiselle, ja niiden kayttäminen kirkkaan auringonvalon täyttämällä planeetalla on siksi yleistä.
Samat lainalaisuudet pätevät myös muiden elinympäristöjen reunaehtojen suhteen. Yksi tärkeimmistä on mahdollisuus saada energiaa elävän organismin aineenvaihdunnan ja rakenteen ylläpitämiseen, sekä elämältä vaadittaviin toimintoihin, joista oleellisimpia on kyky lisääntyä. Kaikki elämä tarvitsee energiaa, ja samankaltaisissa olosuhteissa elävät organismit sopeutuvat tyydyttämään energiantarpeensa samankaltaisilla tavoilla. On järkevää ajatella, että muinaisen Marsin olosuhteissa mikrobit ovat voineet toimia kuten ne toimisivat vastaavissa olosuhteissa Maassakin. Mars on ollut vetinen ennen kuin sen kaasukehä harveni ja valtameri pakeni pinnan alle, ja maan elämälle tutut energiantuotantomekanismit ovat mainiosti voineet auttaa marsilaisia mikrobeita selviämään samankaltaisissa olosuhteissa. Ensimmäiset epäsuorat havainnot muinaisten marsilaisten mikrobien toiminnasta onkin nyt havaittu Marsin pinnan geologisista muodostelmista.
Vihjeet menneestä elämästä
Ihmiskunnan Marsin pinnalle lähettämät robottiluotaimet edustavat teknisen sivilisaatiomme moderneja tutkimusmatkailijoita. Ne ovat lähinnä Marsin pinnan olosuhteita varten rakennettuja renkaiden varaan pystytettyjä tieteellisiä laboratorioita, jotka eivät tosin kykene samaan autonomiseen toimintaan kuin geologit ja biokemistit Marsin olosuhteissa pystyisivät, mutta jotka kykenevät saavuttamaan valtavasti tietoa planeetan pinnan muodostelmista, kemiasta, geologiasta ja jopa muinaisesta biologisesta aktiviteetista. Yksi parhaista on Perseverance, joka on huristellut punaisen planeetan pinnalla jo vuoden 2021 helmikuusta lähtien. Se on auton kokoinen ja noin tonnin painoinen tutkimusrobotti, joka kykeneen liikkumaan Marsin pinnalla varsin ketterästi kuuden renkaansa avulla. Se kykenee ottamaan kuvia erilaisten tarkkojen kameroidensa avulla, mittaamaan Marsin kaasukehän kaasujen pitoisuuksia, tekemään kivimateriaalista spektrihavaintoja sen koostumuksen selvittämiseksi, tekemään tutkahavaintoja selvittääkseen pinnanalaisten kivikerrostumien tiheyttä, ja mittaamaan radioaktiivista säteilyä, tuulta, ja pölyhiukkasten ominaisuuksia. Sillä on varusteenaan jopa mikrofoni, jolla kulkija on äänittänyt Marsin tuulen ujellusta. Mutta ennen kaikea, Perseverancella on varusteenaan pora ja lasereita, joilla se voi vaikuttaa tutkittaviin kohteisiin, tarkastella kivien sisäosia ja kerätä näytteitä. Näytteiden toimittaminen takaisin Maahan ei tosin ole vielä mahdollista, mutta Perseverance on säilönyt niitä tiiviisiin koeputkiin, joita se on jättänyt matkansa varrelle myöhemmin paluumatkalle poimittavaksi.
Yksi Perseverancen avulla tutkituista kohteista on viime aikoina ollut Jezeron kraateri, joka sisältää runsaita merkkejä muinoin virranneesta vedestä. Kraaterin läntisen reunan nimellä Neretva Vallis tunnettu laakso on paikka, jossa Perseverance on tutkinut varhaisen Marsin geologisia prosesseja ja etsinyt elämän merkkejä. Laakso on muinaista vedenpohjaa, jonka mudassa on tapahtunut jotakin samankaltaista kuin lukemattomissa oman planeettamme mutapohjaisista järvistä, merenlahdista ja muista vesistöistä. Neretva Vallisin alueelle muodostuneissa punertavissa kivettyneissä kerrostumissa on pieniä vihertäviä täpliä, merkkejä noduuleista, pyöreistä palluroista, jotka poikkeavat mutakiven kerrostumista koostumukseltaan. Ne sisältävät vihreää vivianiittia, joka on eräs vetisissä olosuhteissa muodostuva rautafosfaatin muoto. Sen lisäksi kerrostumissa on leopardin pilkkuja muistuttavia pieniä renkaita, jotka koostuvat niinikään rautafosfaateista sekä rautasulfideista, jotka muodostavat greigiitiksi kutsuttua mineraalia. Mineraalit ovat syntyneet muinaisessa mutapohjassa orgaanisen materiaalin aikaansaatua kemiallisia hapettumis-pelkistys -reaktioita, joiden seurauksena vivianiitti ja greigiitti ovat syntyneet.
Maapallolla samoja mineraaleja on muodostunut vuosimiljardien ajan vastaavissa olosuhteissa. Niitä syntyy mudassa elävien mikro-organismien aineenvaihdunnan tuotteina. Mikrobit haalivat itselleen energiaa mistä voivat, ja sen seurauksena syntyy monenlaisia yksittäisiä mineraaleja merkiksi mikrobien ruokailutottumuksista. Tuntien miten elämä kykenee sopeutumaan samanlaisiin olosuhteisiin samanlaisilla tavoilla, ei ole kovinkaan vaikeaa ajatella, että vastaavissa olosuhteissa mikrobit ovat toimineen vastaavilla tavoilla. Mutta onko marsilainen elämä vastuussa Marsin mineraalimuodostelmista? Se on edelleen näyttämättä aukottomasti todeksi, vaikka vaihtoehtoiset selitykset ovakin käymässä nopeasti vähiin. Minkään yksittäisen geologisen muodostelman tai mineraalin tulkitseminen biomarkkeriksi on kuitenkin ennenaikaista. On ensin käytävä läpi useita askeleita, joihin oleellisena liittyy vaihtoehtoisten selitysmallien poissulkeminen sellaisella varmuudella, että alati uusia tuloksia epäilevä tiedeyhteisö hyväksyy elämän toiminnan parhaaksi ja luotettavimmaksi selitysmalliksi.
Vastaavia mineraalimuodostelmia saattaisi syntyä riittävän kuumissa olosuhteissa. Se vaatisi aktiivista tulivuorta ja sen kuumuutta mineraalien muodostumisen ajanjaksolle. Merkit vetisestä ympäristöstä vaikuttavat kuitenkin sulkevan pois kuumat, tuliperäiset olosuhteet, eikä ympäröivässä kiviaineksessa näy mitään merkkejä kuumenemisesta. Tuliperäisyys olisi lisäksi tyypillisesti rajoittunutta yksittäiseen kerrostumaan, jossa sula laava olisi virrannut. Mineraaleja kuitenkin esiintyy kerrostumassa toisensa perään, pitkien ajanjaksojen ajalta, joten mineraalien muodostuminen virtaavan veden alla mikrobien toiminnan tuloksena vaikuttaa sopivan havaintoihin parhaiten.
Kyse on kuitenkin vain yksittäisestä havainnosta. Tarvitaan enemmän. Tarvitaan laajaa todistusaineistoa mikrobien aineenvaihduntatuotteista ja niille sopivasta elinympäristöstä, ja kenties jopa mikorbien fossiileja, jos sellaisia vain on voinut säilyä. Toistaiseksi on voitu aukottomasti osoittaa vain se, että Marsin pintaolosuhteet ovat olleet elämälle soveltuvia kerrostumien muodostumisajankohtana. Ja vaikka se tarjoaakin mahdolisuuden konvergentille evoluutiolle ja siten samankaltaiselle mikrobien toiminnalle kuin Maassa, kyse on vain epäsuorasta todisteesta, jolla on sittenkin epävarmuutensa.
Mutta epävarmuudet huomioiden tulokset ovat äärimmäisen merkittäviä. Ehkäpä elämää on syntynyt Marsin pinnalla riippumattomasti omasta planeetastamme. Ja ehkä se on kukoistanut Marsin pintaolosuhteissa satojen miljoonien vuosien ajan, ennen kuin punaisen planeetan pinta kävi elämälle liian hankalaksi olosuhteiltaan. Mikään, mitä toistaiseksi elävistä organismeista ja niiden kehityksestä ja sopeutumiskyvystä tiedämme, ei ole ristiriidassa sellaisen ajatusrakennelman kanssa. Vain aukottomat todisteet puuttuvat. Paikan päälle lähettämämme robottiluotaimet kuitenkin tekevät työtään väsymättä ja saavat jatkuvasti uutta tietoa Marsin geologisesta ja biokemiallisesta nykyisyydestä sekä historiasta. Kiistattomiksi elämän merkeiksi katsottava aineisto saattaa siksi olla jo niiden tutkittavana.
”Minkään yksittäisen geologisen muodostelman tai mineraalin tulkitseminen biomarkkeriksi on kuitenkin ennenaikaista.”
Vuonna 1976 Nasan Viking 1 -luotain tutki Marsin pintaa elämää etsien. Kolmesta pikkuisesta kokeesta kahden tulos oli negatiivinen elämälle, mutta kolmas oli positiivinen. Silloin asiaa selitettiin, että Marsin pinnan kemia olisi ehkä erilainen kuin Maan.
Perseverancen ottamien Marsnäytteiden haku Maahan olisi erittäin tärkeätä lisävalaistuksen saamiseksi mm elämän mahdollisuudelle Marsissa.