Livets vagga på Mars

Vi förknippar liv med solljus, men så behöver det inte vara. Det finns många livsformer som klarar sig utan solens värme, och det är sådana man söker utanför jorden.
Nu har forskare gjort en intressant upptäckt på vår grann­planet Mars. Kanske har de hittat var livet där uppstod - om det nu gjorde det. Än vet man inte om det funnits eller till och med finns liv där. Men sannolikheten ökar när platser som förmodligen var livets vagga på jorden visar sig ha haft en motsvarighet på Mars.

Idag är Mars en kall och torr planet utan vulkanisk aktivitet (till höger), men för omkring 3,7 miljarder år sedan såg det väldigt annorlunda ut (till vänster). Bild: Nasas Goddard Space Flight Center

Idag är Mars en kall och torr planet utan vulkanisk aktivitet (till höger), men för omkring 3,7 miljarder år sedan såg det väldigt annorlunda ut (till vänster). Bild: Nasas Goddard Space Flight Center

Att det för länge sedan fanns flytande vatten på Mars yta i form av floder, sjöar och till och med hav är idag ett välkänt faktum. Men om dessa vattensamlingar också var en grogrund för liv, precis som på den tidiga jorden, är fortfarande okänt.

Enligt en vanlig hypotes startade livet på jorden vid varma källor på havets botten, så kallade ”black smokers” eller hydrotermala källor som det lite tråkigare heter på svenska. Och nu har ett internationellt forskarlag hittat tecken på att sådana också fanns på Mars.

Det är med hjälp av data från Nasa:s rymdsond Mars Reconnaissance Orbiter som de hittat spår efter vad som verkar vara uråldriga varma källor på botten av det som en gång i tiden var Mars största hav. Om det någonsin uppstod liv på Mars så var det sannolikt vid dessa källor.

Eridaniaområdet på Mars södra halvklot ser ut att ha varit platsen för Mars största hav, som innehöll nästan tio gånger så mycket vatten som Östersjön. Färgerna på bilden visar de lägst liggande områdena. Bild: Nasa

Eridaniaområdet på Mars södra halvklot ser ut att ha varit platsen för Mars största hav, som innehöll nästan tio gånger så mycket vatten som Östersjön. Färgerna på bilden visar de lägst liggande områdena. Bild: Nasa

Det så kallade Eridaniaområdet på Mars södra halvklot var för omkring 3,7 miljarder år sedan platsen för ett stort hav. Forskarna uppskattar att detta hav innehöll ungefär 210 000 kubikkilometer vatten, vilket är lika mycket vatten som vid den här tidpunkten fanns i alla andra sjöar och hav på Mars tillsammans. Det är knappt tio gånger så mycket vatten som i Östersjön.

Till skillnad från idag förekom det under denna period i planetens historia också vulkanisk aktivitet på Mars. Vattensamlingar som Eridaniahavet bör därför ha upplevt hydrotermisk aktivitet, vilket innebär att vulkaniska sprickor kan ha öppnat sig och spillt ut värme och mineraler från planetens inre i vattnet. Vad man vet nu, så är det förhållanden där liv kan uppstå.

Det är bland annat sådana här bilder av den före detta havsbotten i Eridaniaområdet som forskarna studerat. Berggrunden i kombination med blandningen av mineralavlagringar tyder på att uråldriga hydrotermala källor en gång i tiden pumpade ut hett, mineralrikt vatten i det hav som då täckte området. Detta misstänks ha resulterat i en miljö där liv kan ha uppstått. Bild: Nasa/JPL-Caltech/MSSS

Det är bland annat sådana här bilder av den före detta havsbotten i Eridaniaområdet som forskarna studerat. Berggrunden i kombination med blandningen av mineralavlagringar tyder på att uråldriga hydrotermala källor en gång i tiden pumpade ut hett, mineralrikt vatten i det hav som då täckte området. Detta misstänks ha resulterat i en miljö där liv kan ha uppstått. Bild: Nasa/JPL-Caltech/MSSS

Undervattenskällor

För att undersöka saken närmare undersökte en internationell forskargrupp data från instrumentet CRISM (Compact Reconnaissance Spectrometer for Mars) som finns ombord på Mars Reconnaissance Orbiter.

Marssonden, som befunnit sig i omloppsbana kring Mars sedan 2006, har genom att använda detta instrument för att söka efter mineralavlagringar som bildas där det finns vatten kunnat dokumentera hur uråldriga vattendrag format landskapet på planeten. Men det visade sig finnas mer information att hitta i all den data som sänts till jorden under årens lopp.

Forskarna kunde identifiera omfattande avlagringar av talk, karbonatmineraler och andra mineraler i den så kallade serpentinserien i Eridaniaområdet. Eftersom avlagringarna uppskattas vara cirka 3,7 miljarder år gamla tolkar forskarna dem, i kombination med berggrundens form och struktur, som bevis för att heta undervattenskällor pumpade ut mineralrikt vatten i det uråldriga hav som då täckte området.

Saturnus måne Enceladus är en himlakropp där astronomer misstänker att det kan finnas hydrotermala källor. Liv där skulle, liksom på jorden, kunna frodas utan solljus. Bild: Nasa

Saturnus måne Enceladus är en himlakropp där astronomer misstänker att det kan finnas hydrotermala källor. Liv där skulle, liksom på jorden, kunna frodas utan solljus. Bild: Nasa

Upptäckten av hydrotermala undervattenskällor gör att Mars framstår som allt mer jordlik i sin barndom. Det finns tidigare bevis för en stor mångfald av våta miljöer som hav, floder, deltan, insjöar, grundvatten och heta källor på land. Det utökas nu alltså med heta källor på havsbotten.

– Den här platsen berättar en övertygande historia om ett djupt, långlivat hav och en hydrotermisk djuphavsmiljö. Den för tankarna till de hydrotermala djuphavsmiljöerna på jorden, säger Paul Niles vid Nasa:s Johnson Space Center.

De hydrotermala undervattenskällorna på jorden och Mars tycks ha varit aktiva vid ungefär samma tidpunkt, och om livet på jorden uppstod kring dem för omkring fyra miljarder år sedan så är det inte osannolikt att samma sak hände på Mars.

Exakt när livet tog sin början på vår planet vet man inte, men nya fynd gör att tidpunkten flyttas tillbaka hela tiden. Just nu spekuleras det om att det hände så tidigt som för 4,28 miljarder år sedan - bara några hundra miljoner år efter att jorden bildades för 4,54 miljarder år sedan. Det skedde alltså ganska snabbt med geologiska mått mätt.

Enligt forskarna är de uråldriga hydrotermala källorna på Mars därför ett viktigt nytt mål i sökandet efter liv på Mars och en lockande destination för framtida uppdrag till planetens yta.

När det fanns flytande vatten och vulkanisk aktivitet på Mars, så fanns det sannolikt också hydrotermala källor. Grundvattnet sipprade ner i berggrunden, värmdes upp av magman där nere och bubblade upp på havsbotten. Med vattnet kom också en hel del mineraler som är viktiga för livsformer som lever under dessa förhållanden.

När det fanns flytande vatten och vulkanisk aktivitet på Mars, så fanns det sannolikt också hydrotermala källor. Grundvattnet sipprade ner i berggrunden, värmdes upp av magman där nere och bubblade upp på havsbotten. Med vattnet kom också en hel del mineraler som är viktiga för livsformer som lever under dessa förhållanden.

Fönster till vårt ursprung

Oavsett om liv existerat på Mars eller inte skulle Mars uråldriga hydrotermala källor också kunna ge oss en unik inblick i livets uppkomst på jorden.

– Även om vi aldrig hittar bevis för att det funnits liv på Mars kan den här platsen ge oss information om den typ av miljö där livet på jorden kan ha börjat, säger Paul Niles.

På jorden finns det fortfarande miljöer av det här slaget, där liv frodas utan solljus. Men spåren från den tid då livet uppstod har sedan länge sopats undan av jordens aktiva skorpa och det finns därför inte så många direkta geologiska bevis från den här tiden kvar att gå på.

Ett av de tidigaste tecknen på liv som hittats på jorden upptäcktes i en 3,7 miljarder år gammal sten från Grönland. Eftersom ­förhållandena i ­Eridaniaområdet på Mars för omkring 3,7 miljarder år sedan troligtvis liknade de som rådde på jorden vid samma tidpunkt skulle man genom att studera Mars uråldriga hydrotermala källor även kunna få en inblick i hur livet kom till på jorden. Bild: Allen Nutman/University of Wollongong

Ett av de tidigaste tecknen på liv som hittats på jorden upptäcktes i en 3,7 miljarder år gammal sten från Grönland. Eftersom ­förhållandena i ­Eridaniaområdet på Mars för omkring 3,7 miljarder år sedan troligtvis liknade de som rådde på jorden vid samma tidpunkt skulle man genom att studera Mars uråldriga hydrotermala källor även kunna få en inblick i hur livet kom till på jorden. Bild: Allen Nutman/University of Wollongong

På Mars, där skorpan är fast och erosionen minimal, har däremot de geologiska bevisen bevarats i mycket större utsträckning. Eftersom de tidigaste tecknen på liv som hittats på vår planet kommer från avlagringar på havsbotten med liknande ursprung och ålder som de som nu upptäckts på Mars skulle forskarna därför kunna lära sig mer om hur liv kunde uppstå och utvecklas på jorden genom att studera Mars.

Att utforska den uråldriga hydrotermala aktiviteten på Mars skulle dessutom kunna vara viktigt för sökandet efter utomjordiskt liv på andra håll i solsystemet där liknande förhållanden skulle kunna råda idag. I första hand är det månarna Europa, Enceladus och Titan som intresserar forskarna, och dit finns det planer på att skicka rymdsonder.

– Det finns stora likheter med de miljöer där liv skulle kunna hittas på andra världar - liv som inte behöver en fin atmosfär eller en tempererad yta utan bara sten, värme och vatten, säger Paul Niles.

Fakta: 
Hydrotermala källor
Hydrotermala undervattenskällor har föreslagits vara ursprunget till livet på jorden och skulle även kunna vara livets vagga på Mars. Bild: D. Kelley, M. Elend/University of Washington

Hydrotermala undervattenskällor har föreslagits vara ursprunget till livet på jorden och skulle även kunna vara livets vagga på Mars. Bild: D. Kelley, M. Elend/University of Washington

Hydrotermala undervattenskällor uppstår då kallt havsvatten tränger ner i springor i havsbotten i närheten av undervattensvulkaner, där de tektoniska plattorna glider isär eller kolliderar. Efter att ha värmts upp av den heta magman strömmar vattnet tillbaka ut i havet.

 

Vattnet i dessa heta källor kan nå temperaturer på flera hundra grader Celsius, men på grund av det extrema trycket på de djup där källorna förekommer kokar det inte. Det heta vattnet innehåller dessutom stora mängder mineraler, som då de kyls ner av det omgivande havsvattnet bildar skorstensliknande avlagringar - black smokers.

 

Då hydrotermala undervattenskällor upptäcktes för första gången 1977 förbluffades forskarna av att de omgavs av en mängd organismer som aldrig tidigare skådats. Dessa organismer är inte beroende av solljus utan kan överleva tack vare de kemiska processer som sker då havsvatten möter het magma.

 

Tack vare de fördelaktiga förhållandena och att de var skyddade från de ständiga meteoritnedslag som kan ha gjort det svårt för tidigt liv att överleva på jordens yta är hydrotermala undervattenskällor en stark kandidat för livets vagga på jorden.

Mars Reconnaissane Orbiter
Mars Reconnaissance Orbiter har sedan 2006 försökt ta reda på om flytande vatten förekom på Mars yta under tillräckligt lång tid för att ha kunnat vara en grogrund för liv. Bild: Nasa

Mars Reconnaissance Orbiter har sedan 2006 försökt ta reda på om flytande vatten förekom på Mars yta under tillräckligt lång tid för att ha kunnat vara en grogrund för liv. Bild: Nasa

Rymdsonden Mars Reconnaissance Orbiter sköts upp av Nasa i augusti 2005 och har sedan 2006 befunnit sig i omloppsbana kring Mars. Sonden har studerat planetens atmosfär och terräng och har med hjälp av kraftfulla instrument som kameran HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) och spektrometern CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) möjliggjort en rad upptäckter som hjälpt forskarna förstå Mars bättre, som hur vatten tidigare i Mars historia flutit på och under planetens yta.

Material från
Allt om Vetenskap nr 1 - 2018

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter