Τετάρτη, 28 Μαρτίου 2018

Αναζητώντας στη Γη τα μυστικά της ζωής στον Άρη




Γιατί ο πλανήτης Άρης έχει τόσο μεγάλη σημασία για τους ανθρώπους; Και ποιο είναι το μυστικό που «φυλάει» για μας;
Η Nathalie Cabrol ήταν πέντε χρονών όταν το 1969 ο Νιλ  Άρμστρονγκ πάτησε στη Σελήνη. «Αυτό θέλω να κάνω» είχε πει στη μητέρα της παρακολουθώντας το πρώτο εκείνο βήμα του ανθρώπου στη σεληνιακή «Θάλασσα της Ηρεμίας». Εξερευνήτρια, αστροβιολόγος (η εξωβιολογία είναι ο διεπιστημονικός κλάδος που εξετάζει την ύπαρξη ζωής πέρα από τη Γη) και πλανητικός γεωλόγος με ειδικότητα στον Άρη, η Nathalie Cabrol, που ξεκίνησε τις σπουδές της από τις ανθρωπιστικές επιστήμες, καθώς, όπως έχει πει, τα μαθηματικά δεν ήταν το φόρτε της, είναι διευθύντρια στο Κέντρο Carl Sagan του Ινστιτούτου SETI, του μη κερδοσκοπικού οργανισμού με έδρα το Mountain View της Καλιφόρνια, που έχει αντικείμενο την εξερεύνηση, κατανόηση και ερμηνεία της απαρχής της ζωής στο σύμπαν.
Η Nathalie Cabrol ταξιδεύει σε μερικά από τα πιο ακραία, αφιλόξενα και επικίνδυνα περιβάλλοντα της Γης προς αναζήτηση οργανισμών που ζουν σε συνθήκες ανάλογες με αυτές του Άρη. Μεταξύ άλλων ήταν η επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας που έκανε τη δοκιμή ενός πειραματικού ρόβερ στην έρημο της Ατακάμα (την πιο ξηρή μη πολική έρημο στη Γη) το 2002, μελέτη η οποία υπήρξε καθοριστική στην επιλογή του σημείου προσγείωσης του ρομποτικού οχήματος Spirit της NASA, το οποίο εστάλη στον Άρη από το 2004 έως το 2010. Η Cabrol έχει βουτήξει σε ηφαιστειακές λίμνες που βρίσκονται σε μεγάλα υψόμετρα προκειμένου να μελετήσει τα πλάσματα που ζουν εντός τους και έχει σχεδιάσει και θέσει σε λειτουργία ένα αυτόνομο πλωτό ρομπότ σε μία λίμνη των Άνδεων που προσομοιάζει στις λίμνες του Τιτάνα, του μεγαλύτερου φεγγαριού του Κρόνου.
Στις ορεινές ερήμους της Χιλής
Τον Οκτώβριο του 2016, ηγήθηκε μία αποστολής διάρκειας 26 ημερών στις ορεινές ερήμους της Χιλής για να δοκιμάσει μεθόδους ανίχνευσης της ζωής στον Άρη. Εργάστηκε σε θερμοκρασίες που φτάνουν τους -18 βαθμούς Κελσίου και υψόμετρο 14.173 μ.. Η βραχύσωμη, 54χρονη  Cabrol εξηγεί στους New York Times ότι, η έρευνα για την ύπαρξη ζωής πέρα από τη Γη έχει εισέλθει σε νέα φάση κατά τις τελευταίες δεκαετίες.
Σύμφωνα με μελέτες είναι αρκετά πιθανό 100 εκατ. πλανήτες στον Γαλαξία μας να φιλοξενούν πολύπλοκους πολυκύτταρους οργανισμούς. Και όπως είναι γνωστό, δεν είναι απαραίτητο οι πλανήτες να μοιάζουν πολύ με τη Γη για να φιλοξενήσουν ζωή. Για παράδειγμα, οι υπόγειοι ωκεανοί σε μακρινά φεγγάρια, όπως ο Εγκέλαδος του Κρόνου και ο Τιτάνας, θα μπορούσαν να υποστηρίξουν μικροβιακούς οργανισμούς. Το σύμπαν, λέει η Cabrol, είναι πιθανότατα γεμάτο από τέτοιου είδους απλή μορφή ζωής.
Σκοπός της αποστολής εκείνης στις ερήμους της Χιλής, ήταν η βελτίωση των μεθόδων ανίχνευσης και εύρεσης του όποιου βιολογικού ίχνους. Είτε πρόκειται για σημάδια ζωής, είτε για ίχνη οργανισμών που ζούσαν κάποτε εκεί, όπως δομές και χημικές ενώσεις που δημιούργησαν. Όσο μεγαλύτερο το υψόμετρο τόσο πιο πίσω στον χρόνο «ταξιδεύουν» οι ερευνητές. Όχι στη Γη, αλλά στον Άρη.


«Ο Άρης ίσως φυλάει αυτό το μυστικό για μας»
Οι περιοχές μεγάλου υψομέτρου είναι πλούσιες σε νερό, η ατμόσφαιρα είναι αραιή και τα επίπεδα υπεριώδους ακτινοβολίας υψηλά. Μοιάζουν με τον Άρη στην αρχή της μετάβασης την οποία υπέστη πριν από τριάμισι δισεκατομμύρια χρόνια, όταν οι ηλιακοί άνεμοι άρχισαν να απογυμνώνουν την ατμόσφαιρά του, επιτρέποντας στην κοσμική ακτινοβολία να φτάσει στην επιφάνεια και το νερό που μέχρι εκείνη τη στιγμή ήταν σε υγρή μορφή να εξαφανιστεί στο Διάστημα ή, να μείνει κλειδωμένο υπόγεια, είτε κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, είτε στους πόλους του πλανήτη. Κατά τη διάρκεια εκείνης της περιόδου η όποια μορφή ζωής στην επιφάνεια του Άρη θα είχε πεθάνει ή θα είχε «καταφύγει» σε τόπους αφιλόξενους, όπως ακριβώς η έρημος Ατακάμα. Η ακτινοβολία στην επιφάνεια του Άρη είναι βλαβερή. Για την ακρίβεια, κανένας ζωντανός οργανισμός δεν μπορεί να επιβιώσει σε αυτήν σήμερα, όπως λέει η Cabrol, αλλά επίσης, μπορεί να κρύβεται και κάτω από το έδαφος. Τα υφάλμυρα, ξηρά εδάφη που η Cabrol και η ομάδα της μελέτησαν πρώτοι είναι ανάλογα του εδάφους του Άρη, όπως είναι ο πλανήτης σήμερα.
Για εκείνη ωστόσο, η αναζήτηση ζωής στον Άρη αφορά πολλά περισσότερα από την απάντηση στο κλασικό ερώτημα «Τελικά, είμαστε μόνοι;» Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, οι βράχοι από τους κομήτες και οι αστεροειδείς που χτυπούσαν τη Γη έφτασαν στον Άρη και αντιστρόφως. Πιθανώς, κάποιοι κουβαλούσαν μαζί τους πρώιμη μορφή ζωής. Η αναζήτηση στοιχείων της μετάβασης από την προβιοτική χημεία στη βιοχημεία των ζωντανών οργανισμών θεωρείται αδύνατη διότι τέτοιου τύπου «αρχεία» έχουν καταστραφεί εδώ και πάρα πολύ καιρό από την έντονη γεωλογική δραστηριότητα της Γης, τη διάβρωση και μετακίνηση των τεκτονικών πλακών.


Ωστόσο, τα αρχαία πετρώματα από την εποχή που ο φλοιός του Άρη κρύωσε βρίσκονται ακόμα στην επιφάνεια του πλανήτη. Εάν μοιραζόμαστε την ίδια καταγωγή με τον Άρη, τότε τα ίχνη της δικής μας ζωής μπορεί να βρίσκονται εκεί. «Ο Άρης ίσως φυλάει το μυστικό αυτό για μας», λέει η Cabrol. «Αυτός είναι ο λόγος που ο Άρης είναι τόσο ξεχωριστός για τους ανθρώπους».
Χιλή, Σάλαρ Γκράντε
Τον Οκτώβριο του 2016 ήταν η δεύτερη χρονιά της έρευνας στη Χιλή. Ο Fredrik Rehnmark, μηχανικός από την Honeybee Robotics έλεγε κοιτάζοντας τα μαλακά, κίτρινα οξειδωμένα πετρώματα και την κατακόκκινη άμμο, «εάν κατασκευαζόταν ένα δρόμος στον Άρη, θα έμοιαζε έτσι!». Σχεδόν τίποτα δεν κινείται στην έρημο. Υπάρχουν μέρη που εδώ και πέντε εκατομμύρια χρόνια παραμένουν σχεδόν ίδια. Είναι σαν να διαβάζει κανείς «ονόματα» γραμμένα στην πέτρα, ένα είδος βιο-υπογραφής, ίχνη ζωής, που μπορεί να αλλάξουν όλα όσα γνωρίζουμε.
Το Salar Grande είναι μία έκταση 9 μιλίων γεμάτη αλάτι, που κάποτε -μερικά εκατομμύρια χρόνια πριν- ήταν λίμνη. Παρόμοιες εκτάσεις υπάρχουν στον Άρη. Οι μηχανικοί της Honeybee δοκιμάζουν καινούργια εργαλεία εξόρυξης άλατος για τα ρόβερ που θα σταλούν στον Άρη, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Τενεσί χαρτογραφεί το έδαφος με τη βοήθεια drone, ο ερευνητής του Ινστιτούτου SETI, Pablo Sobron αναλύει δείγματα άλατος με φασματόμετρο λέιζερ και οι φοιτητές από το Καθολικό Πανεπιστήμιο του Βορρά στην Αντοφαγάστα συλλέγουν όζους άλατος για μικροβιολογική εργαστηριακή ανάλυση σε συνεργασία με τους επιστήμονες του SETI και της NASA, Kim Warren-Rhodes και Alfonso Davila.
Η Cabrol παίρνει ένα κομμάτι άλατος και το κρατάει στο φως. «Μέσα στο οζίδιο υπάρχουν δύο ζώνες χρώματος: Ροζ στην κορυφή, πράσινο κάτω. Αυτές οι δύο ζώνες ήταν κοινότητες αλοφιλικών μικροβίων (που αγαπούν το αλάτι). Ο μοναδικός τρόπος επιβίωσης τους στο ακραίο αυτό περιβάλλον ήταν η ζωή μέσα στα ημιδιαφανή οζίδια. Τα πράσινα βακτηρίδια φωτοσυνθέτουν θρεπτικά συστατικά από το φως που φιλτράρεται μέσω της ροζ αποικίας. Η ροζ χρωστική ουσία λειτουργεί ως αντηλιακό, προστατεύοντας τις δύο αποικίες από την ακτινοβολία UV που διαφορετικά θα είχε βλάψει το DNA τους.
Η έκταση που καλύπτει η έρευνα της Nathalie Cabrol είναι ιλιγγιώδης:  Εκατομμύρια μίλια στο σύμπαν, δισεκατομμύρια χρόνια πλανητικής εξέλιξης, από τα φαράγγια και τις κοιλάδες του Άρη, στο Salar Grande της Χιλής και μικροσκοπικά, σχεδόν αόρατα σημάδια της ζωής κρυμμένα στο πέτρωμα που κρατά στο χέρι της.


Tο σεληνιακό τοπίο της Ερήμου Ατακάμα με τους θερμοπίδακες, τις αλμυρές λίμνες και τους παράξενους γεωλογικούς σχηματισμούς στη σκιά των ηφαιστείων της Βόρειας Χιλής
Salar de Pajonales
Το Salar de Pajonales είναι «συγγενές» με τον κρατήρα Gusev, πλάτους 100 μιλίων, εκεί όπου πιθανώς κάποτε έπεφτε το νερό νερό από το απέραντο φαράγγι του Ma'adim Vallis στον Άρη. Η ζωή δεν ήταν εύκολο να εντοπιστεί στο Salar de Pajonales. Με δυσκολία εντοπίστηκε ένα κομμάτι βράχου αποικισμένο από τα γνωστά μικρόβια στις αποχρώσεις του ροζ και του πράσινου. Τα απολιθωμένα αποτυπώματα των αρχαίων βακτηριακών αποικιών που ονομάζονται στρωματολίτες, φωτογραφήθηκαν, καταγράφηκαν και τα δείγματα εστάλησαν για ανάλυση. Οι όχθες μιας λίμνης με γαλαζοπράσινα νερά που βρίσκεται σε κοντινή απόσταση, στέφονται από αιχμηρά κομμάτια γύψου που μοιάζουν με λεπίδες -ακόμη μία απόκοσμη εικόνα.
El Tatio
Στο σεληνιακό τοπίο της Ερήμου Ατακάμα με τους θερμοπίδακες, τις αλμυρές λίμνες και τους παράξενους γεωλογικούς σχηματισμούς στη σκιά των ηφαιστείων της Βόρειας Χιλής, βρίσκεται και το El Tatio, ένας από τους ορεινότερους ενεργούς γεωθερμικούς τόπους στον κόσμο. Οι τουρίστες συρρέουν εδώ από την αυγή, όταν ο παγωμένος αέρας μετατρέπει το νερό σε στήλες ατμού. Το ηφαιστειακό αυτό περιβάλλον θα ήταν ενεργό πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια στον Άρη. Τα παλιά υδροθερμικά περιβάλλοντα όπως αυτό θεωρούνται από τα πιο πιθανά οικοσυστήματα για τη διατήρηση ζωής ή για να εντοπιστούν ίχνη, απομεινάρια προηγούμενης μορφής ζωής στον πλανήτη. Εδώ οι θερμές πηγές έχουν «ένα χαλί» από άλγη και φύκια που εξελίχθηκαν προκειμένου να επιβιώσουν σε νερό που σχεδόν βράζει, φύκια χρώματος μοβ και σκούρου ροζ που που λάμπουν.
Η έρευνα της Cabrol για ζωή σε ακραίες συνθήκες ξεκίνησε από την Ατακάμα, αλλά περνάει και από τον κρατήρα της λίμνης πάνω από Licancabur στο υψίπεδο της Βολιβίας, εκεί όπου ανακάλυψε άγνωστα είδη ζωοπλαγκτόν.
«Όταν μπήκα σε εκείνη τη λίμνη, σκεφτόμουν ότι ταξιδεύω στο παρελθόν, ότι μπήκα πραγματικά σε μια μηχανή του χρόνου που μου έλεγε, μου έδειχνε πώς ήταν ο Άρης πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια. Ένα σημείο όπου η έννοια του χρόνου και του χώρου είναι στρεβλωμένες, αποκτούν άλλη διάσταση…»
Η ακτινοβολία των υπεριωδών ακτίνων στα αφιλόξενα αυτά σημεία της Γης υψηλή. Και ως γνωστόν, η υψηλή ακτινοβολία UV προκαλεί βλάβη στο DNA. Μάλιστα, ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας προειδοποιεί ότι, ο άνθρωπος δεν πρέπει να είναι εκτεθειμένος όταν ο δείκτης υπεριωδών ακτίνων είναι πάνω από τις 11 μονάδες. Το 2003 και το 2004, η Cabrol παρατήρησε ανεξήγητες θύελλες UV εξαιρετικής έντασης, που κράτησαν ώρες. Στο Licancabur, η μέτρηση ακτινοβολίας UV ξεπέρασε τις 43 μονάδες.
«Ο πλανήτης μας αλλάζει μπροστά στα μάτια μας με τόσο μεγάλη ταχύτητα που γίνεται τρομακτικό…» θυμίζει η Cabrol, επισημαίνοντας ότι, πέρα από την αναζήτηση της απαρχής της ζωής, σκοπός της εξερεύνησης της είναι να συνδυάσει και να ερμηνεύσει τα δεδομένα δύο διαφορετικών πεδίων: της κλιματικής αλλαγής στον Άρη και της κλιματικής αλλαγής στη Γη.


Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου