Mikrofosílie v ALH 84001

09.04.2016 21:53

 

ALH 84001 (Allan Hills 84001, Allan Hills 1984 #001) je označení meteoritu, který byl nalezen v rámci kampaně určené ke sběru meteoritů v Antarktidě, během jedné z expedic v roce 1984 na úpatí pohoří Allan Hills. Po chemickém prozkoumání byl zařazen mezi tzv. SNC meteority, které zřejmě pocházejí z planety Mars. Při nálezu vážil meteorit 1,93 kg.

Více než 10 let po jeho objevu byly provedeny nové analýzy meteoritu a ty objevily cyklické uhlovodíky neobvyklého složení a tvaru. Ty byly NASA laboratořemi určeny jako možné fosilní zbytky jednobuněčných organismů, které se mohly vyskytovat na povrchu Marsu před více než 3,6 miliardami let. Dalším zkoumáním se podařilo identifikovat magnetické krystalky velmi podobné těm, které jsou produkovány některými pozemskými bakteriemi žijícími ve vodě. Pozdější výzkum označil nález za zemskou kontaminaci.

V listopadu 2009 vědci z Johnsonova vesmírného střediska, včetně Davida McKaye, znovu potvrdili, že existují "pádné důkazy, že život na prastarém Marsu mohl existovat" poté, co přezkoumali meteorit s pomocí pokročilejších analytických nástrojů, které jsou nyní k dispozici, stejně jako i námitky, které se nashromáždily od prvního předložení biogenní teorie biomorfů.

 

 

Důkaz existence života na Marsu?

Tým vědců, který studoval geologické vzorky horniny nalezené v roce 1984 v Antarktidě, oznámil, že zřejmě prokázal existenci života na Marsu. Minerály nalezené ve vzorcích horniny pocházejí z Marsu, z jehož povrchu se dostaly na Zemi dopadem obrovského meteoritu na Mars. Samotná hornina, označovaná jako ALH84001, vznikla před miliardami let, v době, kdy povrch Marsu byl mnohem teplejší a mohl být nositelem života. David McKay, vedoucí týmu NASA oznámil, že jeho tým získal několik nezvratných důkazů, které prokazují existenci primitivních forem života na Marsu. Mikroskopický průzkum vzorků horniny například prokázal existenci organických molekul typu polycyklických aromatických uhlovodíků, které mohou pocházet jak z nebiologických tak z biologických zdrojů. Dále byly nalezeny minerály, jako jsou uhlíkaté granule, magnetit a pyrrhotit, které jsou většinou vázány na přítomnost baktérií. Vzorek obsahuje oválné útvary o průměru 100 nm, které, jak McKay věří, mohou být fosilními pozůstatky primitivních organismů.

Četní zahraniční vědci, kteří se seznámili se získanými daty ze vzorků hornin, jsou však k biologické interpretaci skeptičtí. Argumentují zejména tím, že všechny nálezy mohou mít nebiologické příčiny. Vládní místa, včetně prezidenta Clintona a ředitele NASA Daniela Goldina, o výzkum týmu projevila značný zájem a zřejmě budou podporovat projekty na další průzkum Marsu. (David S. McKay et al., Science, 16 August 1996.)

V tiskové zprávě NASA se uvádí, že dosavadní výzkum ukazuje na možnost existence primitivních forem života na Marsu před více než 3 miliardami let. Tento výzkum byl založen na testování vzorku meteoritu z Marsu, který dopadl na Zemi před 13 tisíci lety. Ve zprávě se dále uvádí, že důkazy jsou sice překvapivé, ale nezvratné. NASA je připravena podílet se na dalším podrobném vědeckém výzkumu a na vědecké diskusi, která bude následovat.

V tiskové zprávě se dále uvádí, že nejde o žádné "malé zelené mužíčky". Byly objeveny extrémně malé, jednobuněčné struktury, které v určitém směru odpovídají baktériím na Zemi. Neexistuje však žádný důkaz přítomnosti vyšších forem života na Marsu.

V článku Americké asociace pro rozvoj vědy "Známky dávného života na Marsu" (Signs of Past Life on Mars?) se uvádí, že 16.září byla McKayovým týmem publikována zpráva v časopise Science o nálezu organických složek v meteoritu z Marsu. Autory této zprávy jsou David S. McKay a Everett K. Gibson, Jr. z NASA Johnson Space Center v Houstonu ve státě Texas, Kathie L. Thomas-Keprta z Lockheed Martin v Houstonu, Hojatollah Vali z Univerzity McGill v Montrealu v Quebecu, Christopher S. Romanek z laboratoře University of Georgia's Savannah River Ecology Laboratory v Aikenu a konečně Simon J. Clemett, Xavier D.F. Chllier, Claude R. Maechlin a Richard N. Zare ze Stanfordské univerzity ve Stanfordu v Kalifornii.

Organické molekuly na bázi uhlíku jsou základními stavebními bloky života na Zemi. Autoři zprávy proto hledali známky těchto molekul a jiných minerálních nebo strukturních příznaků možného života ve vzorcích meteoritu Allan Hills 84001 (ALH84001), který je jedním ze 12 meteoritů, u nichž je prokázáno, že dopadly na Zemi z Marsu. ALH84001 je nejstarším vzorkem, který byl nalezen v hornině vzniklé před 4,5 miliardami lety. Tento vzorek obsahuje uhlíkaté organické látky, které na Zemi vznikly zřejmě před 3,6 miliardami lety.

Zhruba před 15 milióny lety dopadl na Mars velký meteorit, který způsobil vyvržení hornin z povrchu Marsu do vesmíru. Asi před 13 milióny lety některé úlomky této marťanské horniny, nyní označované jako ALH84001, dopadly do oblasti Antarktidy. ALH84001 byl nalezen v roce 1984 při hledání důkazů změn klimatu na Zemi.

Autoři článku v časopisu Science připravily tenké vzorky, na jejichž povrchu nalezly polycyklické aromatické uhlovodíky. Aby se vyloučila kontaminace vzorků, byly prováděny pečlivé kontroly. Proto objevené organické molekuly skutečně pocházejí z původního vzorku a nejsou důsledkem pozemské kontaminace. Autoři např. uvádějí, že koncentrace aromatických uhlovodíků směrem dovnitř vzorků vzrůstá, zatímco pozemská kontaminace by způsobila nález aromatických uhlovodíků pouze na povrchu vzorků.

Zásadní otázkou je, odkud polycyklické aromatické uhlovodíky pocházejí. Mohly vzniknout nebiologicky, během raného vývoje hvězd. Mohou ale pocházet z biologických zdrojů jako důsledek aktivity baktérií nebo jiných organismů a jejich fosizilace. Na planetě Zemi jsou polycyklické aromatické uhlovodíky nalézány v sedimentech, obvykle v nalezištích uhlí a ropy. Jsou výsledkem chemických přeměn fosilních pozůstatků mořského planktonu nebo vznikají spálením organické hmoty.

Aby se určil původ polycyklických aromatických uhlovodíků ve vzorcích ALH84001, autoři článku studovali chemii, mineralogii a povrchovou strukturu vzorku. Při zkoumání elektronovým mikroskopem bylo zjištěno, že uhlíkové globule obsahují jemná zrna magnetitu a částice sulfidu železa. Na základě této a další analýzy autoři získali řadu výsledků pozorování uhlíkových sloučenin a polycyklických aromatických uhlovodíků ve vzorku, která lze jednotlivě vysvětlit nebiologickými příčinami. Autoři článku však tvrdí, že pokud se všechna pozorování uvažují současně, tak jsou důkazem existence primitivních forem života na Marsu. Mezi hlavní výsledky pozorování patří:

* Vyšší koncentrace polycyklických aromatických uhlovodíků ve vzorku souvisí s přítomností uhlíkových sloučenin.

* Uhlíkové sloučeniny vznikaly uvnitř horniny před zhruba 3,6 milióny lety a jsou mladší než vlastní hornina.

* Částice magnetitu a sulfidu železa uvnitř uhlíkových globulí jsou chemicky, strukturně a morfologicky podobné magnetosomům, které produkují některé baktérie na Zemi.

* Elektronový mikroskop s vysokým rozlišením objevil na povrchu uhlíkových částic malé 100 nm velké oválné a podlouhlé útvary. Podobné útvary byly nalezeny z povrchu vzorků kalcitu nalezeného z mořského dna v severní Itálii z pleistocénu, které se považují za zbytky nanobaktérií.

* Některé dřívější zprávy uváděly, že teploty, při nichž uhlíkové globule vzorku ALH84001, byly vyšší než 700 stupňů Celsia. Tato teplota vylučuje jakoukoliv formu života. Izotopové složení globulí a nové informace o částicích magnetitu a sulfidu železa však potvrzují, že uhlíkové globule mohly vzniknout při teplotách od 0 do 80 stupňů Celsia.

* Magnetit je minerál obsahující trojmocný iont železa Fe III, který obvykle vzniká oxidací železa. Sulfid železa je naopak minerál, který vzniká redukcí železa. Oba tyto minerály byly ve vzorku ALH84001 nalezeny v těsné blízkosti. Na Zemi je taková mineralogická vlastnost charakteristická pro biologickou aktivitu organismů.