Hledání života na Marsu uvnitř Země

Je to vaše typická speleologická sága: Proplouváte tunely o průměru ne širším než meloun, pak slaňujete přes okraj 200 stop dlouhé skály do prázdnoty tak černé, že si nevidíte ani nohy, natož dno – předpokládáme, že tam je. je dno. Pokud toto utrpení přežijete, stále budete muset překonat kluzký svah Freakout Traverse nebo obávanou trhlinu známou jako Velká bílá trhlina. Podzemní prohlídka jeskyně Lechuguilla v Novém Mexiku může také zahrnovat další zajímavosti a slabé stránky: Misery Hole, Death Pit a Parallel Universe.

Někteří průzkumníci si užívají vzrušení z prozkoumávání nezmapované podzemní divočiny. Jiní nacházejí útěchu v tichu a temnotě nejhlubší jeskyně Ameriky, která se rozprostírá více než 1500 stop pod povrchem. Pak jsou tu ti, kteří přicházejí hledat život na Mars.

Tento příběh byl součástí našeho vydání z listopadu 1997

• Viz zbytek čísla
• předplatit

Život na Marsu? Zatímco vědci zkoumají Rudou planetu přes Mars Pathfinder a řadu následných misí NASA plánovaných v průběhu příštího desetiletí, jiní výzkumníci studují mikrobiální formy života, které obývají tuto rozlehlou jeskyni v národním parku Carlsbad Caverns, a vyhodnocují možnost číhající analogické stvoření. pod povrchem Marsu. Tato práce byla podpořena exobiologickým programem NASA z rozpočtu určeného na studium pozemských analogů jiných planet. Přehodnocujeme podpovrchové prostředí na Marsu částečně proto, že podpovrch na Zemi se ukazuje jako velmi bohatý, říká Penny Boston, bioložka a konzultantka NASA z Complex Systems Research v Boulderu, Colorado. Ve skutečnosti vědci nacházejí mikroorganismy téměř všude. dívají se poblíž průduchů na dně hlubokého oceánu, uvnitř antarktických hornin a na místech těžby ropy a plynu, tisíce stop pod zemí.

Základní premisa analogie k životu na Marsu zní takto: Asi před třemi až čtyřmi miliardami let byl Mars teplejším a vlhčím místem, částečně díky husté atmosféře oxidu uhličitého, která planetu zahřívala skleníkovým efektem. Nakonec se tento oxid uhličitý spojil s vodou za vzniku kyseliny uhličité, která zase reagovala s horninami na povrchu a vytvořila uhličitany, jako je vápenec a dolomit. Tento proces vyčerpal oxid uhličitý v atmosféře, takže povrch zůstal zmrzlý a nehostinný a nikde se nenacházela žádná kapalná voda. Nyní říkáme, že pokud život nemohl přežít na povrchu, možná se přesunul do podzemí, vysvětluje Christopher McKay, planetární vědec z Ames Laboratory NASA, který doprovázel Boston a další na několika expedicích Lechuguilla.

Vstupní jáma do jeskyně Lechuguilla byla objevena v roce 1914. Ale až v 50. letech 20. století začali mít vyšetřovatelé podezření, že někde pod hromadou suti na dně této jámy by mohla být jeskyně. Jakmile byla suťová zeď v roce 1986 nakonec proražena, neohrožení speleologové prorazili tunel a začali mapovat více než 90 mil chodeb. Úplný rozsah Lechuguilly zatím není znám, ale Dale Pate ze Správy národního parku v Carlsbadu v Severním Mexiku je přesvědčen, že je tam mnohem více jeskyní, než o kterých víme, možná v hodnotě 1 000 nebo 2 000 mil.

Někteří ji nazývají nejkrásnější jeskyní na světě se zářivými barvami, nedotčenými bazény a velkolepými minerálními útvary, které připomínají květiny, krystaly, lustry a korály. Přestože vědci dokážou ocenit tuto nádheru, jeskyně je přitahuje především proto, že je to ideální místo pro studium prakticky nekontaminovaného podzemního prostředí. Snažíme se omezit dopad, protože nechceme kontaminovat a zničit věc, kterou doufáme studovat, vysvětluje Boston. Hledáme exotické organismy, které lze snadno odlišit od kontaminantů přinesených lidmi. Ale pokud si nedáme pozor, tyto kontaminanty by mohly překonat domorodé organismy.

Lechuguilla, svět sám pro sebe, nemá žádné velké přirozené otvory, což znamená, že dovnitř proudí velmi málo vzduchu nebo vody zvenčí. Jeskyně je také geologicky zajímavá kvůli bohatým nalezištím síry. Na Zemi byly nalezeny různé mikroorganismy, které získávají energii ze síry, a podobné formy života mohou existovat na Marsu, u kterého mise Viking i Pathfinder ukázaly vysoký obsah síry.

V jeskyni žije velmi různorodá skupina organismů, včetně četných bakteriálních kmenů, které jsme nikdy předtím neviděli, poznamenává Larry Mallory, mikrobiolog z Centra mořské biotechnologie Univerzity v Delaware, který Lechuguillu opakovaně navštěvoval od roku 1992. Čtvrtina míle dolů, vstoupíte do mikrobiálního světa. Za tímto bodem neexistují žádné mnohobuněčné formy života kromě jeskyňářů.

Dosud byly v jeskyni nalezeny stovky mikrobiálních kmenů, z nichž většina je dříve neznámá, říká Boston. Nakonec ona a její kolegyně, bioložka z University of New Mexico Diana Northupová, plánují prozkoumat DNA mikrobů, aby ji porovnali s DNA známých mikrobů. Snažíme se najít nejbližší příbuzné těchto kmenů, zjistit, odkud pocházejí - z půdy nebo starověkého oceánu - a určit, jak dlouho byly odděleny od světa nahoře, říká Boston.

Vědci také doufají, že se jim podaří určit zdroj energie, který pohání tento bezslunečný ekosystém. Klíčem je najít organismy, které dokážou vyrábět potraviny chemickými prostředky, vysvětluje McKay. Mallory identifikoval kmen bakterií, které oxidují mangan, ale stále se snaží zjistit, zda tvorové skutečně získávají energii z tohoto procesu. Na dalších cestách plánuje hledat bakterie oxidující železo v Rusticles, železném útvaru v severovýchodní části jeskyně, který vypadá jako tekutý nanuk. Boston také hodlá shromáždit více vzorků v naději, že zachytí organismy oxidující železo i síru.

Zjistit, co tito brouci jedí, je podle ní těžký problém. Nejpravděpodobnější zdroje potravy jsou buď ve vzduchu, nebo ve skalách. Pokud se podaří zajistit dostatečné financování, ona a Northup doufají, že provedou plynovou chromatografii vzduchu a provedou analýzu celých hornin, aby zjistili, co je ve skalní stěně jedlé.

Boston se již setkal s některými podivnými věcmi rostoucími v jeskyni, jako je zvláštní nadýchaný materiál zvaný gorilla drek, který ulpívá na rozpadajících se stěnách jeskyně. Připadá mi to jako mokrá, grafitová cukrová vata, říká. Když ho vložíte mezi prsty, zvadne do prázdna. Vědci nakonec zjistili, že v chmýří žijí bakterie a houby, ale Boston to tušil od začátku: Způsobilo mi to oční infekci, kvůli které jsem si myslel, že tam něco roste.

Epizoda gorilla drek dala Bostonu důležitou lekci: Je těžké říct, kdy jsou věci živé, i když se kolem nich plazí celá skupina vyšetřovatelů, odebírají vzorky a zkoumají je později v laboratoři. Je možné, že když se podíváme na Mars, nenajdeme organismy, které by odpovídaly našim předsudkům. Detekční nástroje, které fungují zde na Zemi, říká, nemusí fungovat tam.

Ona a McKay doufají, že využijí své zkušenosti v Lechuguille při navrhování čekajících misí na Mars. Ve skutečnosti mají oba návrhy projednávané s NASA na misi Mars Surveyor v roce 2001. Když se podíváme na život pod zemí na Zemi, doufáme, že zjistíme, zda je rozumné hledat život pod zemí na Marsu, zjistíme, jak hluboko se dívat, a uvidíme, zda by mohly existovat fosilní zbytky, které bychom mohli rozpoznat, říká McKay.

Rádi bychom věděli, jaké stopy mohou tyto chyby zanechat, dodává Boston. Pokud by se život na Marsu stáhl do podpovrchu a pak vyhynul, stále by zde mohly existovat různé znaky – skutečné fosílie, geochemické stopy, příznačné izotopové posuny nebo charakteristické vzory zvětrávání na povrchu hornin. Studium komunity v jeskyni, která vymřela a zkameněla, nám může pomoci vědět, co hledat v radikálně odlišném prostředí.

Studie Lechuguilly by mohly vrhnout světlo na další otázky týkající se nejmenšího uzavřeného ekosystému, který může přežít. Někteří tvrdí, že k udržení ekosystému je zapotřebí celá planeta; jiní tvrdí, že byste mohli udržet životaschopný systém v chodu v láhvi, říká Boston. Je to nezodpovězená otázka, která platí pro Zemi nebo jakoukoli jinou planetu.

Přestože je na Marsu stále hodně investována a dokonce se občas nazývá Marťankou, Boston uznává, že výzkum v Lechuguille bude zajímavý pro pozemskou biologii, nezávisle na mimozemských obavách. Mallory souhlasí a říká, že výzkum jeskyní může přispět k našemu pochopení toho, kde na této planetě existuje život a jak daleko sahá.

Práce Lechuguilla může mít také řadu praktických aplikací. Mallory založila společnost s názvem Biomes, aby otestovala schopnosti jeskynních organismů a jejich vedlejších produktů bojovat s nemocemi. Zdá se, že některé organismy produkují sloučeniny, které jsou specificky toxické pro určité typy buněk rakoviny prsu. Zkoumá také antibakteriální, antivirové a antifungální vlastnosti dalších sloučenin pocházejících z jeskyně.

Průzkum Lechuguilly mezitím postupuje pomalu, vzhledem k obtížím podzemní navigace a navíc ke skutečnosti, že vstup do jeskyně je přísně omezen správou národního parku. Jeskyně je uzavřena pro návštěvy s výjimkou výzkumu a údržby a parková služba vpouští ročně jen asi půl tuctu výzkumných týmů. Boston je ráda, že je mezi nemnoha přiznanými, což do jisté míry kompenzuje její obavy, že lidé na Rudou planetu možná ještě dlouho nevkročí. Prozatím se utěšuje slovy: Tato jeskyně je můj Mars.

skrýt