Ce forme de viață ar putea exista în apele subterane de pe Marte?

Pentru a înțelege viața care ar putea supraviețui adânc sub suprafața lui Marte, ne putem uita la unele dintre cele mai adânci și mai vechi forme de organisme vii de pe planeta noastră.

Marte nu este doar planeta roșie: este și o planetă umedă. Pe 12 august, cercetătorii din SUA au raportat dovezi ale unui vast rezervor de apă lichidă, adânc în crusta stâncoasă a planetei, relatează BBC.

Datele au provenit de la sonda spațială InSight a NASA, care a înregistrat peste 1.300 de cutremure marțiene pe parcursul a patru ani. Cercetătorii conduși de Vashan Wright, un geofizician la Institutul de Oceanografie Scripps al Universității din California, San Diego, au studiat undele seismice care au ajuns la sondă și au concluzionat că acestea au trecut prin straturi de rocă umedă.

Deși suprafața lui Marte este un deșert sterp, datele lui Wright sugerează că volume considerabile de apă sunt închise în roci la adâncimi între 11,5 și 20 km.

Viața marțiană, dacă există, ar putea fi subterană.

„Dacă au dreptate,” spune Karen Lloyd, un microbiolog specializat în medii subterane de la Universitatea din California de Sud din Los Angeles, „cred că aceasta este o schimbare majoră de paradigmă.”

Prezența apei subterane pe Marte deschide posibilitatea existenței vieții subterane pe Marte. Ultimele câteva decenii au dezvăluit că există o biosferă enormă ascunsă adânc în interiorul Pământului. Acum pare că același lucru ar putea fi adevărat și pe Marte. Viața marțiană, dacă există, ar putea fi subterană.

Biosfera adâncă

De peste 30 de ani, biologii au acumulat dovezi că viața persistă adânc sub suprafața Pământului. Cercetătorii au forat adânc în fundul mării și în continente, găsind viață în sedimente îngropate și chiar printre straturi și cristale de rocă solidă.

Majoritatea acestor locuitori ai întunericului sunt microorganisme unicelulare, în special bacterii și archaea. Aceste două grupuri uriașe sunt cele mai vechi forme cunoscute de viață pe Pământ: ele există de peste trei miliarde de ani, cu mult înainte de apariția animalelor și plantelor.

În ultimele 20 de ani, a devenit clar că biosfera adâncă este extrem de diversă. „Există, de fapt, destul de multe tipuri diferite de organisme care trăiesc adânc sub pământ”, spune Cara Magnabosco, un geobiolog de la ETH Zurich din Elveția.

Bacteriile sunt împărțite în mari grupuri numite phyla: doar câteva zeci dintre aceste grupuri au fost identificate formal, dintr-un număr estimat de 1.300. „Aproape toate aceste phyla pot fi găsite sub pământ,” spune Magnabosco.

Nu sunt distribuite uniform. O meta-analiză din 2023 a constatat că majoritatea ecosistemelor subterane de pe uscat erau dominate de două phyla, Pseudomonadota și Firmicutes. Alte tipuri de bacterii erau mult mai rare, dar includeau phyla care nu fuseseră văzute niciodată înainte.

Deoarece este întuneric total, aceste microorganisme nu pot obține energie direct din lumina solară, așa cum fac organismele fotosintetice de la suprafață. „Ceea ce este cu adevărat important de remarcat este că ele nu depind, în general, de Soare,” spune Lloyd.

De asemenea, ele nu primesc niciun alt aport, cum ar fi nutrienți de la suprafață. Multe dintre aceste ecosisteme adânci sunt „complet deconectate de suprafață”, spune Magnabosco.

În schimb, aceste ecosisteme se bazează pe chemosinteză. Microbii își obțin energia efectuând reacții chimice, absorbând substanțe chimice din rocile și apa din jur. De exemplu, pot folosi gaze precum metanul sau hidrogenul sulfurat ca materie primă. „Subteranul are multe, foarte multe reacții chimice diferite”, spune Lloyd. „Mulți dintre noi petrecem mult timp găsind noi reacții care susțin viața.”

Microbii chemosintetici pot părea extratereștri, deoarece sunt rari în zonele însorite de la suprafață, unde ne petrecem timpul, și sunt restrânși la adâncurile mării și la subteranul solid. Dar sunt unii dintre cei mai vechi tipuri de organisme vii de pe Pământ. Unele ipoteze despre originea vieții sugerează că prima viață pe Pământ a fost chemosintetică.

Asemenea microbilor lenți care trăiesc adânc sub oceanele Pământului, microbii marțieni ar putea lupta pentru supraviețuire în ciuda lipsei de nutrienți

Deși microbii unicelulari domină subteranul, există câteva animale rare. Un studiu din 2011 a identificat viermi nematode în apă provenită din fracturi la adâncimi de 0,9-3,6 km în minele din Africa de Sud. Apa părea să fi fost acolo de cel puțin 3.000 de ani, sugerând că populația de nematode ar putea avea milenii. Un studiu din 2015 a găsit viermi plate, viermi segmentați, rotifere și artropode în apă de fisură la o adâncime de 1,4 km; apa de acolo avea până la 12.300 de ani. Animalele se hrăneau cu o peliculă subțire de microbi de pe suprafața rocii.

Pentru noi, subteranul adânc pare un loc extrem de dificil de locuit. În comparație cu suprafața, populațiile microbiene sunt rare, dar există și o cantitate uriașă de rocă în care să locuiești. În 2018, Magnabosco și colegii săi au estimat amploarea biomasei care trăiește sub continente, combinând datele privind numărul și diversitatea celulelor de la siturile de foraj din întreaga lume. Ei au estimat că există între 2 și 6 × 10^29 celule care trăiesc sub continentele Pământului. În comparație, există doar aproximativ 10^24 stele în universul observabil.

„Avem un număr foarte mare de celule sub picioarele noastre,” spune Magnabosco. De fapt, spune ea, aproximativ 70% din toate bacteriile și archaea de pe Pământ sunt subterane.

Nu este încă clar cât de adânc se extinde biosfera. Viața are, probabil, o limită superioară de temperatură, dar nu știm exact unde se află aceasta. Nimic nu poate trăi pe suprafața lavei topite, dar unii microbi pot suporta o căldură surprinzătoare: un arhean numit Methanopyrus kandleri poate supraviețui și se poate reproduce la 122°C (252°F).

Cu cât mergi mai adânc subteran, și presiunea devine o problemă. Tipul de rocă este, de asemenea, important, deoarece influențează reacțiile chimice care pot avea loc și, prin urmare, tipurile de microbi chemosintetici care pot trăi acolo. „Dar nu pot să-ți dau un număr [despre cât de adânc există viața], deoarece nu am ajuns încă la el, pentru că pur și simplu nu am forat atât de adânc,” spune Lloyd. Limita ar putea fi surprinzător de adâncă: un studiu din 2017 al probelor dintr-un vulcan de noroi a sugerat că viața ar putea exista la 10 km sub fundul mării.

O parte din această viață se desfășoară extrem de lent. „Există cu siguranță părți mari ale subteranului, în special sub oceanele noastre, unde nu se întâmplă nimic timp de milioane de ani,” spune Lloyd. Fără noi nutrienți care să vină de sus și fără posibilitatea de a scăpa, microbii din aceste locuri au foarte puțină hrană. „Asta înseamnă că pur și simplu nu au energia necesară pentru a forma noi celule,” spune ea. În schimb, își încetinesc metabolismul și sunt aproape în stază. „Este destul de rezonabil să presupunem că o singură celulă ar putea trăi mii de ani sau mai mult.”

Este acest tip de viață – bazată pe reacții chimice între roci și apă, și posibil cu un ritm metabolic extrem de lent – care ar putea fi găsit în rocile bogate în apă adânc sub suprafața lui Marte.

Microbii marțieni

Până acum nu există dovezi solide sau directe ale vieții pe Marte, în ciuda decadelor de misiuni neînarmate către planeta roșie. Suprafața este uscată și rece, și niciun organism viu nu a apărut în imaginile camerelor roverelor marțiene.

Cu toate acestea, caracteristici precum canioanele sugerează puternic că Marte a avut apă curgătoare la suprafață cu miliarde de ani în urmă. O parte din acea apă a fost probabil pierdută în spațiu, dar echipa lui Wright a concluzionat că o mare parte din ea este subterană.

„Știm că apa este o condiție prealabilă pentru viață așa cum o știm noi,” spune Lloyd. Așadar, poate că suprafața marțiană era locuibilă odată, iar acum doar subteranul este. „Am preferat întotdeauna ideea că viața ar fi cumva îngropată,” spune ea.

Asemenea microbilor lenți care trăiesc adânc sub oceanele Pământului, microbii marțieni ar putea lupta pentru supraviețuire în ciuda lipsei de nutrienți. „Aceleași procese care au loc în subteranul nostru pot avea loc și pe Marte,” spune Magnabosco.

Cea mai sugestivă dovadă a vieții de până acum sunt penele de metan din atmosfera marțiană, care variază în funcție de anotimp. Pe Pământ, metanul este adesea produs de microorganisme – așadar, gazul ar putea fi un produs secundar al vieții subterane. Cu toate acestea, Lloyd îndeamnă la prudență. „Există multe motive non-vii pentru care ar putea exista pene de metan,” spune ea.

În plus, există multe alte obstacole pentru viața în subteranul marțian. „Viața nu are nevoie doar de apă,” spune Lloyd. „Are nevoie de energie și de un loc unde să fie, așa că are nevoie de un habitat.” Nu știm încă dacă porii din rocile marțiene sunt suficient de mari pentru microbi. De asemenea, compoziția chimică a rocilor adânci este crucială, deoarece acestea ar fi sursa de energie chimică.

Pentru Magnabosco, „cea mai mare incertitudine” cu privire la viața de pe Marte „este dacă a apărut sau nu”. Deoarece nu știm cum s-au format primele forme de viață din material inanimat, nu știm dacă condițiile de pe Marte au fost vreodată adecvate pentru apariția vieții. „Dacă viața a reușit să se dezvolte pe Marte,” spune ea, „are șanse foarte mari să supraviețuiască și să fie încă prezentă pe Marte astăzi.”

Dacă această biosferă marțiană profundă există, cum am putea să o găsim? Ideea evidentă este să forăm în Marte, dar ar trebui să forăm la o adâncime de 10 km sau mai mult – o sarcină dificilă chiar și pe Pământ. A face asta pe o planetă care nu are aer respirabil sau apă curgătoare? „Este mult, mult mai dificil,” spune Magnabosco.

Cu toate acestea, ar trebui să fie posibil să acumulăm dovezile necesare. Misiunea planificată de returnare a mostrelor de pe Marte a NASA ar aduce roci marțiene înapoi pe Pământ: astfel de mostre ar putea conține urme de viață.

„Urmarirea metanului ar fi foarte utilă,” spune Lloyd. În prezent, nu știm de unde provine gazul. „Dacă descoperim că buzunarele de apă sunt asociate cu penele de metan,” ar fi sugestiv pentru viață, spune ea.

În cele din urmă, dacă Marte are cu adevărat apă în mișcare, am putea profita de asta. Pe Pământ, caracteristici precum izvoarele termale aduc apă de adâncime la suprafață. „Marte are vulcani de noroi,” spune Lloyd. „Există locuri pe Marte unde poți merge și unde ai probe de subteran profund care au fost exhumate și aduse la suprafață.”

Este posibil să treacă decenii până să obținem un răspuns definitiv. Acest răspuns ar putea fi frustrant: Marte este mult mai puțin activ tectonic și hidrologic decât Pământul, ceea ce sugerează că viața este fie rară, fie inexistentă. „Am putea căuta viață care nu a fost vie de mult timp,” spune Lloyd. În acest caz, tot ce am putea găsi sunt dovezi fosile, în loc de organisme vii. „Oricum ar fi, este viață pe Marte,” spune ea.