De oudste fossielen van de aarde geven ons aanwijzingen over het leven op Mars

Toen onderzoekers in Groenland de ontdekking van de oudste ooit gevonden fossielen van het leven aankondigden, was de wetenschappelijke gemeenschap duidelijk geïntrigeerd. De 3,7 miljard jaar oude rotsen van Groenland zijn stromatolieten, die de gefossiliseerde overblijfselen van complexe microben bevatten die meestal in ondiepe wateren voorkomen. Ze beelden levensvormen uit die veel evolutionair geavanceerder zijn dan wat wetenschappers dachten dat mogelijk was op dat moment in de geschiedenis van de aarde.

Maar de implicaties van de bevindingen gingen veel verder dan die van de grenzen van de aarde - ze beïnvloedden de toekomst van astrobiologie, of de zoektocht naar uitgestorven of bestaand buitenaards leven.

Om te begrijpen waarom, bedenk dat de Aarde 4,6 miljard jaar geleden werd gevormd, maar deze kwam niet netjes omwikkeld met een strik erop. In plaats daarvan was onze planeet net als elke andere baby: vluchtig, gewelddadig en onvoorspelbaar. Een groot deel van het oppervlak was nog steeds gesmolten lava die afkoelde en het werd steeds geteisterd door gigantische asteroïden en ruimteafval die nog steeds rond het zonnestelsel wervelden.

Van 4,1 tot 3,8 miljard jaar geleden werd die pummeling extra slecht in een periode die wetenschappers het Late Heavy Bombardment (LHB) noemen. Er is eerder gedacht dat de snelheid waarmee de Aarde geraakt werd door een botsing voldoende was om bestaande levensvormen te vernietigen en in feite de Aarde steriel te maken.

Dus wat vertelt een fossiel van een complex microbieel leven van 3,7 miljard jaar geleden ons over de zoektocht naar buitenaardse wezens? Drie mogelijkheden, eigenlijk.

In het eerste en meest saaie geval zouden de fossielen eenvoudig bewijs kunnen zijn dat de LHB in feite minder vijandig en gewelddadig was dan we aanvankelijk dachten. Het vroege leven leefde feitelijk in een vrediger omgeving dan we aannamen. Deze onthulling zou fascinerend zijn voor onderzoekers die de geschiedenis van de aarde zelf ontrafelen, maar is minder relevant voor astrobiologie met betrekking tot buitenaardse wezens.

De ontdekking kan ook betekenen dat de eerste organismen van de aarde in staat waren om bestand te zijn tegen brute omgevingsomstandigheden, volgens Penelope Boston, de directeur van het NASA Astrobiology Institute. Het eigen werk van Boston draait om het onderzoek naar het leven in zeer ongebruikelijke omgevingen op aarde - plaatsen met extreme temperaturen, drukken, zoutconcentraties, pH-waarden, concentraties van zware metalen en blootstelling aan zonlicht, om maar een paar te noemen. "Het leven blijft ons op deze planeet verrassen met wat we kunnen doen, dus ik denk dat dit een legitieme suggestie is", zegt Boston.

De grootste implicaties van de Groenlandse fossielen hebben te maken met het zonnestelsel zelf. Er zijn tenslotte veel organismen op aarde die zijn geëvolueerd om te overleven en zelfs te gedijen in helse omstandigheden die niet te veel verschillen van Mars, of 'oceaanwerelden' zoals Jupiter's maan Europa of Saturnusmaan Enceladus. Het is niet langer krankzinnig om te denken dat buitenaardse wezens gewapend zijn tegen de druk van een ondergrondse geiser, of bestand zijn tegen UV-stralen die onze eigen gezichten zouden verbranden.

De nieuwe fossielen kunnen bijzonder bemoedigend zijn voor astrobiologisch onderzoek op Mars. Boston zegt dat de stromatolieten een redelijk goede analogie zijn voor het proberen te jagen op vroege levensvormen op Mars. We weten dat Mars ooit een warmere planeet was vol met meren en andere uitgestrekte watermassa's. Slechts een paar weken geleden vonden de onderzoekers van Mars een uitgebreid netwerk van oude rivierbeddingen die teruggaan tot 4 miljard jaar geleden.

"We zien vandaag geen productief leven aan de oppervlakte, maar in het verleden misschien wel", vertelt John Rummel, een voormalig senior wetenschapper voor astrobiologie bij NASA en de huidige professor biologie aan de Universiteit van East Carolina. omgekeerde. Rummel wijst naar de zuidelijke hooglanden van Mars als een "interessant vooruitzicht" voor astrobiologisch onderzoek dat tekenen van biologische activiteit zou kunnen bezitten.

Aan de andere kant zou de ontdekking van fossielen kunnen betekenen dat de eerste organismen misschien niet zo resistent zijn als we dachten, maar dat ze eenvoudigweg buitengewoon snel evolueerden in slechts een paar honderd miljoen jaar na de LHB, waarbij ze het script draaiden op het idee dat de bewoonbaarheid Vensters voor planeten in het universum zijn kort en smal.

Er wordt gedacht dat de evolutie van het leven versneld is en de transformatie van de aarde naar een meer bewoonbare wereld zelf heeft gevormd, zoals een positieve feedbacklus: naarmate organismen complexer werden, ontwikkelden ze biologische mechanismen die kooldioxide verbruikten en vrije zuurstof genereerden - wat hielp aanleiding geven tot aërobe levensvormen die al snel onherroepelijk essentieel werden voor natuurlijke processen zoals de waterkringloop of stikstofcyclus. Deze processen zijn fundamenteel verbonden met het leven en omgekeerd.

Sommige cirkels van astrobiologie hebben echter recentelijk een idee geopperd dat als een planeet een stabiele versie van bewoonbaarheid zoals de Aarde gaat vestigen en onderhouden, het die complexe levensvormen snel moet laten evolueren … wat betekent dat het bewoonbaarheidsvenster kort is, en dat is waarschijnlijk de reden waarom we nog geen buitenaardse wezens hebben gevonden.

Maar de nieuwe fossielen kunnen een teken zijn dat vensters voor bewoonbaarheid eigenlijk zijn zijn niet zo smal, omdat organismen in staat zijn sneller te evolueren dan we dachten. In feite zijn de bevindingen enorm bemoedigend voor het onderzoeken van exoplaneten in een baan om sterren waarvan we oorspronkelijk hebben aangenomen dat ze te jong waren om het leven te herbergen, of grotere sterren die veel sneller uitbranden dan kleinere.

Er zijn tot nu toe te veel onbeantwoorde vragen over de fossielen die ons beletten om conclusies te trekken. Aditya Chopra, een astrobiologische onderzoeker van de Australian National University in Canberra, heeft onlangs een studie geschreven die het idee van kleine vensters voor bewoonbaarheid ondersteunt. "We weten nog niet of deze microbiële gemeenschappen van 3,7 miljard jaar oud complex en wijdverspreid genoeg waren om de overvloed aan kassen op planetaire schaal te moduleren om abiotische feedbackcycli tegen te gaan die leiden tot baanverwarming zoals op Venus of koelen zoals op Mars.," hij vertelt omgekeerde.

Boston verwerpt het idee van smalle leefbaarheid vensters voor het leven, maar gelooft niet dat een scenario meer aannemelijk is dan het andere. "Ik denk dat dit een zeer op Aarde gericht model is", zegt ze. "Als ik kijk naar het duizelingwekkende aantal sterren in onze melkweg, het aantal planeten dat we hebben ontdekt en blijven ontdekken, dan hebben we alleen de nummers aan onze kant. Het kan zijn dat in een bepaald zonnestelsel slechts een of twee planeten levendragend kunnen zijn. Maar als je naar het universum als een geheel kijkt, denk ik dat het waarschijnlijk een veel voorkomend verschijnsel is."

Boston benadrukt dat bewoonbaarheid en het zoeken naar organismen die in andere werelden aanwezig of aanwezig zijn, van geval tot geval moet worden bekeken. Maar er is nooit een betere tijd geweest om astrobioloog te worden: Chopra denkt dat de fossielen van Groenland een verder bewijs zijn van hoe essentieel interdisciplinair onderzoek is naar het zoeken naar en het begrijpen van buitenaards leven. Boston is het hiermee eens: het is zo prachtig dat we leven in een tijdperk waarin de aardschokkende wetenschap in zo'n verbazingwekkend tempo wordt geproduceerd.

"Het is gewoon stomverbaasd. Al deze dingen zijn gewoon een eeuwigdurende vreugde."