במהלך העשורים האחרונים, מחקרינו המתמשכים על מאדים חשפו כמה דברים מרתקים מאוד על כדור הארץ. בשנות השישים ובתחילת שנות ה -70, מרינר בדיקות גילו שמאדים היה כוכב לכת יבש וקפוא, שהיה ככל הנראה נטול חיים. אך ככל שהעמיקה ההבנה שלנו בכוכב הלכת, נודע כי למאדים הייתה פעם סביבה חמימה ורטובה יותר שיכולה לתמוך בחיים.
זה בתורו נתן השראה למשימות מרובות שתכליתן הייתה למצוא עדויות לחיים קודמים אלה. עם זאת, שאלות המפתח בחיפוש זה הן היכן לחפש ומה לחפש? במחקר חדש שהובילו חוקרים מאוניברסיטת קנזס, צוות מדענים בינלאומיים המליץ למשימות עתידיות לחפש ונדיום. אלמנט נדיר זה, לטענתם, יכול להצביע על דרך לעבר עדויות מאובנות על החיים.
המחקר שלהם, שכותרתו "הדמיה של ונדיום במיקרו-מאובנים: ביו-פיתרון פוטנציאלי חדש", הופיע לאחרונה בכתב העת המדעי אסטרוביולוגיה. בראשות קרייג פ. מרשל, פרופסור חבר לגיאולוגיה באוניברסיטת קנזס, כלל הצוות הבינלאומי חברים מהמעבדה הארצית בארגונה, מהמחלקה לשירותים טכניים גאולוגיים בסעוד אראמקו, מאוניברסיטת לייז 'ואוניברסיטת סידני.
להיות ברור, למצוא סימני חיים בכוכב לכת כמו מאדים זו משימה לא קלה. כפי שציין קרייג מרשל בהודעה לעיתונות מאוניברסיטת קנזס:
"יש לך את העבודה שלך לגזור אם אתה מסתכל על סלע משקע עתיק עבור מיקרו-מאובנים כאן על כדור הארץ - ועוד יותר מכך על מאדים. על כדור הארץ הסלעים נמצאים כאן כבר 3.5 מיליארד שנה והתנגשויות טקטוניות ומעצבים מחדש הפעילו לחץ ולחצים רבים על הסלעים. כמו כן, סלעים אלה יכולים להיקבר, והטמפרטורה עולה עם העומק. "
בעיתון שלהם, מרשל ועמיתיו ממליצים על משימות כמו של נאס"א מאדים 2020 רובר, של ESA ExoMars 2020 רובר ומשימות שטח מוצעות אחרות יכלו לשלב את הספקטרוסקופיה של ראמן עם החיפוש אחר ונדיום כדי למצוא עדויות לחיים מאובנים. על פני כדור הארץ, אלמנט זה נמצא בשמנים גולמיים, אספלטים ושפצלי ים שחורים שנוצרו על ידי ריקבון איטי של חומר אורגני ביולוגי.
בנוסף, פליאונטולוגים ואסטרוביולוגים השתמשו בספקטרוסקופיה של ראמן - טכניקה החושפת את קומפוזיציות הסלולר של דגימות - במאדים במשך זמן מה כדי לחפש אחר סימני חיים. מבחינה זו, תוספת ונדיום תספק חומר אשר ישמש כביוגרפיה לאישור קיומם של חיים אורגניים בדגימות הנחקרות. כפי שהסביר מרשל:
"אנשים אומרים, 'אם הם נראים כמו חיים ויש להם איתות ראמן של פחמן, אז יש לנו חיים. אך כמובן, אנו יודעים שיכולים להיות חומרים פחמניים המיוצרים בתהליכים אחרים - כמו פתחי אוורור הידרותרמיים - התואמים למראה מיקרו-מאובנים שיש בהם גם אות פחמן. אנשים גם מייצרים מבני פחמן נפלאים באופן מלאכותי שנראים כמו מיקרו-מאובנים - זהים לחלוטין. אז אנחנו נמצאים עכשיו בצומת שבו באמת קשה לדעת אם יש חיים רק על בסיס מורפולוגיה וספקטרוסקופיה של ראמן. "
זו לא הפעם הראשונה שמרשל וחבריו המשותפים דוגלים בשימוש בנדיום כדי לחפש אחר סימני חיים. כזה היה נושא המצגת שהעלו בכנס מדעי האסטרוביולוגיה בשנת 2015. יתר על כן, מרשל וצוותו מדגישים כי ניתן יהיה לבצע טכניקה זו באמצעות מכשירים שכבר מהווים חלק מהנאס"א. מאדים 2020 משימה.
השיטה המוצעת שלהם כוללת גם טכניקה חדשה המכונה מיקרוסקופיית פלואורסצנטית רנטגן, המתבוננת בהרכב היסודות. כדי לבחון טכניקה זו, צוות החוקרים בדק מיקרו-מאובנים בעלי קירות אורגניים שהשתנו תרמית, שהיו בעבר חומרים אורגניים) המכונים אקרטארכים. מהנתונים שלהם הם אישרו כי עקבות ונדיום קיימים בתוך מיקרו-מאובנים שהיו אורגניים ללא עוררין.
מרסשל אמר כי "בדקנו את האקריטרכים כדי לבצע הוכחת מושג על מיקרו-מאובנים שאין שום צל של ספק שאנחנו מסתכלים על הביולוגיה העתיקה שהשתמרה." "אנו חושבים שהוא עידן המיקרופוסיל הזה. החבר'ה האלה הם מיקרואורגניזמים מימיים - הם חשבו שהם מיקרו-אצות, תא אוקריוטי, מתקדם יותר מחיידק. מצאנו את תוכן הנדיום שהיית מצפה לו בחומר ציאנו-בקטריאלי. "
קצת החיים המאוכלסים האלה, לטענתם, כנראה אינם נבדלים מאוד מסוגי החיים שהיו יכולים להתקיים במאדים לפני מיליארדי שנים. מחקרים מדעיים אחרים הצביעו גם כי ונדיום הוא תוצאה של תרכובות אורגניות (כמו כלורופיל) מאורגניזמים חיים העוברים תהליך טרנספורמציה שנגרם כתוצאה מחום ולחץ (כלומר שינוי דיאגנטי).
במילים אחרות, לאחר שיצורים חיים מתים ונטמרים במשקעים, נוצרים ונדיום בשרידיהם כתוצאה מנקבר תחת יותר ויותר שכבות סלע - כלומר מאובנים. או כמו שהסביר זאת מרשל:
"ונדיום מסתבך במולקולת הכלורופיל. לכלורופיליות יש בדרך כלל מגנזיום במרכז - תחת קבורה, ונדיום מחליף את המגנזיום. מולקולת הכלורופיל מסתבכת בחומר הפחמתי ובכך משמרת את הנדיום. זה כאילו אם יש לך חבל במוסך שלך ולפני שאתה מסיר אותו, תעטוף אותו כדי שתוכל להתיר אותו בפעם הבאה שתצטרך אותו. אבל עם הזמן ברצפת המוסך הוא מסתבך, הדברים נקלעים אליו. גם כשאתה מנער את החבל בחוזקה, הדברים לא יוצאים. זה בלגן סבוך. באופן דומה, אם אתה מסתכל על חומר פחמן, יש בלגן סבוך של גיליונות פחמן ויש לך את הנדיום מעורבב. "
העבודה נתמכה על ידי מענק מחקר בינלאומי של ARC (IREX) - שמממן חסות למחקר שמבקש למצוא חתימות ביולוגיות לחיים חוץ תאיים - בתמיכה נוספת של הסינכרוטרון האוסטרלי ומקור הפוטון המתקדם במעבדה הלאומית ארגונה. במבט קדימה, מרשל וחבריו מקווים לערוך מחקר נוסף שיכלול שימוש בספקטרוסקופיה של ראמן לחקר חומרים פחמניים.
נכון לעכשיו נראה כי המחקר שלהם משך את המעניין של סוכנות החלל האירופית. האוול אדוארדס, העוסק גם במחקר באמצעות ספקטרוסקופיה ראמאן (ועבודתו נתמכה על ידי מענק ARC), הוא חלק מצוות סייר המחקר של ארגון ESA, שם הוא אחראי על מכשירים על ExoMars 2020 רובר. אולם, כפי שציין מרשל, הצוות מקווה גם כי נאס"א תשקול את המחקר שלהם:
"אני מקווה שמישהו בנאס"א קורא את העיתון. באופן מעניין, המדען שמוביל את החוקר הראשי בספקטרומטר רנטגן עבור בדיקת החלל, הם מכנים זאת PIXL, היה הסטודנט הראשון שלו לתואר שני מאוניברסיטת מקקארי, לפני תקופות ה- KU שלו. אני חושב שאשלח לה אימייל את העיתון ואומר 'זה יכול לעניין אותך'. "
העשור הבא צפוי להיות זמן מבורך מאוד למשימות חקר למאדים. רוברים רבים יחקרו את פני השטח, בתקווה למצוא את העדויות החמקמקות לחיים. משימות אלה יסייעו גם לסלול את הדרך למשימת הצוות של נאס"א למאדים עד שנות ה 2030, אשר יראו את האסטרונאוטים נוחתים על פני הכוכב האדום בפעם הראשונה בהיסטוריה.
אם, למעשה, משימות אלה ימצאו עדויות לחיים, יש להן השפעה עמוקה על כל המשימה העתידית למאדים. זה ישפיע גם לאין ערוך על התפיסה של האנושות את עצמה, סוף סוף בידיעה שלפני מיליארדי שנים החיים לא התהוו על כדור הארץ בלבד!
