Jordens eldste fossiler gir oss ledetråder om livet på Mars

Når forskere i Grønn kunngjorde oppdagelsen av de eldste fossilene i livet som ble funnet, var naturvitenskapsforeningen åpenbart fascinert. De 3,7 milliarder år gamle bergarter fra Grønland er stromatolitter, som inneholder de fossile restene av komplekse mikrober som vanligvis finnes i grunne farvann. De skildrer livsformer som er langt mer evolusjonært avanserte enn hva forskerne trodde var mulig på det tidspunktet i Jordens historie.

Men konsekvensene av funnene gikk langt utover det som var forbundet med jordens grenser - de ramte astrobiologiens framtid, eller søket etter utdødt eller utestengt utenjordisk liv.

For å forstå hvorfor, kom ihåg at jorden ble dannet for 4,6 milliarder år siden, men det kom ikke innom med en bue på toppen. I stedet var vår planet akkurat som alle andre spedbarn: flyktig, voldelig og uforutsigbar. Mye av overflaten var fortsatt smeltet lava som ble avkjølt, og det ble pummeled av gigantiske asteroider og romskranke som fortsatt virvler rundt solsystemet.

Fra 4,1 til 3,8 milliarder år siden ble pummelen ekstremt dårlig i en periode, kaller forskere sen-tung bombardering (LHB). Det har tidligere vært antatt at hastigheten der jorden ble rammet av kollisjon, var nok til å utrydde eksisterende livsformer og i utgangspunktet slå jorden steril.

Så hva forteller et fossil av komplisert mikrobielt liv fra 3,7 milliarder år siden oss om søket etter utenomjordiske dyr? Tre muligheter, faktisk.

I det første og mest kjedelige tilfellet kunne fossilene bare være bevis på at LHB faktisk var mindre fiendtlig og voldelig som vi opprinnelig hadde forestilt oss. Tidlige liv levde faktisk i et fredeligere miljø enn vi antok. Denne åpenbaringen vil være fascinerende for forskere som unraveler selve jordens historie, men er mindre relevant for astrobiologi med hensyn til utenomjordiske.

Oppdagelsen kan også bety at jordens første organismer klarte å motstå brutale miljøforhold, ifølge Penelope Boston, direktør for NASA Astrobiology Institute. Bostons eget arbeid sentrerer seg om livsundersøkelsen i svært uvanlige miljøer på jorden - steder med ekstreme temperaturer, trykk, saltkonsentrasjoner, pH-nivåer, tungmetalkonsentrasjoner og sollyseksponeringer, for å nevne noen få. "Livet fortsetter å overraske oss på denne planeten med hva som kan gjøre, så jeg tror det er et legitimt forslag." Sier Boston.

De største konsekvensene av de grønlandske fossilene har å gjøre med solsystemet selv. Tross alt er det mange organismer på jorden som har utviklet seg til å overleve og til og med trives i helvete forhold som ikke er så forskjellige fra Mars, eller "havverdener" som Jupiters månen Europa eller Saturns mån Enceladus. Det er ikke lenger vanvittig å tenke utenomjordiske dyr kan være bevæpnet mot trykket fra en undergrunns geyser, eller motstå UV-stråler som ville steke våre egne ansikter av.

De nye fossilene kan være spesielt oppmuntrende for astrobiologisk forskning på Mars. Boston sier stromatolittene er en ganske god analog for å prøve å jakte på tidlige livsformer på Mars. Vi vet at Mars var en gang en varmere planet som vrimler med innsjøer og andre store vannkilder. For bare noen få uker siden fant Marsforskerne et omfattende nettverk av gamle elvebredder som går tilbake til 4 milliarder år.

"Vi ser ikke flittig liv på overflaten i dag, men det kan ha vært tidligere," forteller John Rummel, en tidligere seniorforsker for astrobiologi ved NASA og nåværende professor i biologi ved East Carolina University. Omvendt. Rummel peker på det sørlige høylandet i Mars som et "interessant prospekt" for astrobiologisk forskning som kan ha tegn på biologisk aktivitet.

På den annen side kan fossiloppdagelsen bety at de første organismene kanskje ikke er like motstandsdyktige enn vi trodde, men at de ganske enkelt utviklet seg utrolig raskt på bare et par hundre millioner år etter LHB, og vendte på skriptet på ideen om at beboelsesevnen Vinduer for planeter i universet er korte og smale.

Utviklingen av livet antas å ha spratt opp og formet jordens forvandling til en mer beboelig verden selv, som en positiv tilbakemeldingsløype: Etter hvert som organismer ble mer komplekse utviklet de biologiske mekanismer som forbruket karbondioksid og genererte fri oksygen - som hjalp gi opphav til aerob livsformer som snart ble uigenkallelig viktig for naturlige prosesser som vann syklus eller nitrogen syklus. Disse prosessene er fundamentalt knyttet til livet, og omvendt.

Imidlertid har noen astrobiologiske sirkler nylig lagt fram en ide om at hvis en planet skal etablere og opprettholde en stabil versjon av habitabilitet som jord, må den få de komplekse livsformene til å utvikle seg raskt … noe som betyr at oppholdsvinduet er kort og Det er sannsynligvis hvorfor vi ennå ikke har funnet utenomjordiske.

Men de nye fossilene kan være et tegn på at brukervennligheten faktisk er er ikke så smal, fordi organismer er i stand til å utvikle seg raskere enn vi trodde. Faktisk er funnene enormt oppmuntrende for å undersøke eksoplaneter som omkranser stjernene vi opprinnelig hadde antatt var for unge til å være vert for livet, eller større stjerner som brenner ut mye raskere enn mindre.

Det er for mange ubesvarte spørsmål så langt om fossilene som hindrer oss fra å komme med noen konklusjoner. Aditya Chopra, en astrobiologiforsker fra Australian National University i Canberra, for nylig forfattet en studie som støtter ideen om små oppholdsvinduer. "Vi vet ennå ikke om disse 3,7 milliarder år gamle mikrobielle samfunnene var komplekse og utbredt nok til å modulere overflod av drivhus i planeten skala for å motvirke abiotiske tilbakeslagssykluser som fører til baneoppvarming som på Venus eller kjøling som på Mars," han forteller Omvendt.

Boston avviser ideen om smale habitabilitetsvinduer for livet, men tror ikke noe scenario er mer plausibelt enn det andre. "Jeg tror det er en veldig jord-sentrisk modell," sier hun. "Når jeg ser på det svimlende antall stjerner i vår galakse, antall planeter vi har oppdaget og fortsetter å oppdage, har vi bare tallene på vår side. Det kan være at i et gitt solsystem er det bare en eller to planeter som kan være livsførende. Men når du ser på universet som helhet, tror jeg at det sannsynligvis er et veldig vanlig fenomen."

Boston legger vekt på at levested og søk etter organismer fortid eller nåtid på andre verdener må vurderes i hvert enkelt tilfelle. Men det har aldri vært en bedre tid å være astrobiolog: Chopra mener at grønlandske fossiler er et videre bevis på hvordan viktig tverrfaglig forskning er å søke og forståelse av det ytre liv. Boston er enig: Det er så fantastisk at vi lever i en tid som jordskjelvvitenskapen blir produsert i så utrolig tempo.

"Det er bare stupefying. Alle disse tingene er bare en evig glede."