Existuje na Marsu život?

Jak vznikl život? A jak se vyvíjel? Mars byl v minulosti příjemně temperovanou planetou s obrovským oceánem. Měl ke vzniku života podobné podmínky, jako pravěká Země. Překvapí nás existence života na Marsu?

Už v 18. století pozorovali hvězdáři zvláštní tmavé skvrny, které se pohybovaly po Marsově povrchu. Mizely za obzorem a znovu se objevovaly. Byly považovány za vegetaci, která se mění během ročních období. Polární čepičky planety byly objeveny ještě o něco dříve, v 17. Století. Teprve v 19. Století ale byly teleskopy natolik dokonalé, že se jejich pomocí dala určit délka dne na Marsu. Ukázalo se, že je skoro stejně dlouhý jako na Zemi. Tím ale vzájemná podoba obou planet nekončí. Stejně jako na Zemi se na Marsu střídají roční období, protože má podobně skloněnou rotační osu. Díky dvojnásobné délce Marsova roku jsou ovšem roční období dvojnásobně dlouhá.

V polovině 19. století vědci předpokládali, že se na Marsu rozkládá rozsáhlý oceán a pevnina, kterou obývají cizokrajné živé organismy. Byly pozorovány dokonce kanály, pokrývající Marsův povrch. Ty měly být naopak pozůstatkem dávné civilizace. Později se mělo ukázat, že šlo jen o optický klam, způsobený nedokonalými teleskopy.

Už na přelomu 20. století čekalo na vědce zklamání, když se ukázalo, že Marsova atmosféra neobsahuje ani kyslík, ani vodu. Přesto až do startu první sondy (Mariner) někteří vědci doufali, že na povrchu planety naleznou sondy alespoň mech nebo lišejníky. Jejich přání se nevyplnilo. Povrch Marsu je suchý a chladný, podobný pozemským pouštím. Planeta nevlastní ochranné magnetické pole, takže je jeho povrch do hloubky několika metrů dezinfikován kosmickým zářením. Přesto dávný lidský sen - najít na Marsu stopy života - nikdy nezemřel. 

Zdrojem pro spekulace se na dlouhou dobu stal jeden ze snímků, pořízený sondou Viking 1. Snímek oblasti Cydonie, který připomíná lidskou tvář, se stal jednou z nejznámějších fotografií Marsu. Na jeho základě se vyrojilo nespočet úvah a teorií o existenci inteligentního života, který nám pomocí speciálně zbudované hory posílá zprávu o své existenci. Zmiňována byla i možnost návštěvy Marsu mimozemšťany. 

Teprve v roce 1998 přinesla sonda Mars Global Surveyoer zozuzlení záhady – veškeré tvary, které mohly na fotografii při určitém nasvětlení připomínat lidský obličej, jsou výsledkem eroze hornin. Snímky, které nyní byly pořízeny s daleko větším rozlišením, prokázaly přirozený původ záhadného útvaru, který kdysi na fotografiích Viking 1 vypadal jako lidský obličej.

Přesto se neustále objevují (a jistě i v budoucnosti budou nadále objevovat) obrázky, které se s trochou fantazie dají vyložit jako výsledky aktivity inteligentních bytostí. Jedná se přitom ale jen o optické klamy nebo jevy, které způsobila sama sonda, pořizující fotografie.

Podmínky pro vznik života

Pro vznik života, jak se dnes domníváme, musí planety splnit několik podmínek. Jednou z nich je přítomnost tekuté vody. Další podmínkou je přítomnost organických sloučenin, nebo jejich komponent – vodíku, kyslíku, dusíku a uhlíku. Poslední nezbytností je přítomnost vhodného zdroje energie.

Vývoj života je komplikovaný proces. Ani poté, planeta splnila nutné podmínky, na ní nemusí nutně z neživé hmoty vzniknout živá.  Na základě našich dnešních znalostí nemůžeme dokonce ani potvrdit, že vývoj života na Zemi nebyl pouhou náhodou. I když se zdá, že vědci našli logickou cestu, kterou se vývoj života na naší planetě ubíral, jistotu získáme až po jejím prověření mimo naši rodnou planetu.

Spekulace o mikroskopických formách života

Mars má jen velice řídkou atmosféru a nízkou povrchovou teplotu. Navíc není jeho povrch chráněn magnetickým polem. Rozsáhlý a inteligentní život je na něm nemožný – jak to ale vypadá s mikroby? Mohou na naší sousední planetě přežít mikroby?

Už přes deset let se vědci snaží zkoumat stav Marsovy atmosféry a určit v ní koncentraci plynů, které by mohly prozradit existenci mikroskopických forem života. Jedná se hlavně o metan a formaldehyd. Metan se rozloží v atmosféře za zhruba 340 let, zatímco formaldehyd z ní zmizí během 7,5 hodiny.

V atmosféře planety se skutečně metan nachází. Zdá se, že se do ní dostává ročně 150 tun tohoto plynu. Pokud ale chceme vysvětlit i existenci formaldehydu, je potřeba, aby se ze zdrojů metanu uvolnilo ročně 2,5 miliónu tun.

Mikroorganismy jsou jen jedním ze tří možných zdrojů metanu. Dalším  jsou komety, které mohou přinést chemikálii z vesmíru a také vulkanismus, díky kterému se může uvolňovat z útrob planety. Při geotermické reakci, tzv. serpentizaci, vzniká plyn z vody, CO2 a minerálu olivínu, který se na Marsu celkem hojně vyskytuje. Kromě toho se může formaldehyd vytvořit z plynů atmosféry a ledu za účasti kosmického záření. Argumentem proti geologickému vzniku těchto dvou chemikálií je fakt, že k jejich tvorbě by byl potřeba zdroj energie,  který jsme na povrchu planety nenašli.

Hloubkové vrty možná přinesou jistotu

Pokud se na vzniku obou chemikálií podílí mikroorganismy, je velice pravděpodobné, že se nacházejí hluboko pod povrchem Marsu. Kosmické záření sterilizuje půdu až do hloubky několika metrů, ukázaly počítačové simulace.

Možná že budoucí vrty najdou na Marsu důkazy pro někdejší život – fragmenty RNA. V každém případě se ale vědci budou snažit nalézt také skutečný život, živé buňky. Jejich snem je oživení nalezených mikroorganismů a jejich rozmnožení. Na podobné objevy si ale musíme ještě chvíli počkat. V průběhu momentálně plánovaných blízkých misí k nutným hloubkovým vrtům zatím ještě nedojde.

Metan – známka života na Marsu?

V roce 2003 panovalo na severní Marsově polokouli léto. Právě v té době byl Mars pozorován třemi pozemskými teleskopy, které na planetě zaregistrovaly několik výronů metanu. Ukázalo se, že produkce metanu závisí na povrchové teplotě a na ročním období. Někteří vědci v tomto faktu vidí podporu své teorie o mikrobech, žijících v Marsově půdě. Bylo by to jen logické - na  Zemi totiž produkují živé organismy 90 % tohoto plynu, jen 10 % připadá na geologické procesy. 

Zatím nejpřesnější měření koncentrace metanu dodal robot Curiosity. Zaznamenal 60 dní trvající výron metanu v kráteru Gale, který byl kdysi rozsáhlým jezerem a je dnes proto ideální oblastí, ve které můžeme hledat zbytky nebo stopy života. Přístroje na palubě robota prokázaly, že je koncentrace metanu v atmosféře o něco menší,  než by  měla být při vzniku tohoto plynu geologickými procesy. Je také menší  než ta, kterou naměřily teleskopy na Zemi. Rozdíl  mezi koncentrací, pozorovanou pozemskými teleskopy a skutečným stavem na povrchu planety lze vysvětlit nejspíš vlivem pozemské atmosféry, která výsledky zfalšovala.

Pozorovaný výron metanu, který se udál během Marsova léta v kráteru Gale, obohatil okolí sondy až desetinásobnou koncentrací, než jakou pozorovala předtím. Po skončení výronu se koncentrace metanu znovu upravila do původní podoby.

Metan – pouze výsledek geologických změn?

Jiní vědci považují metan na Marsu za produkt geologických proměn. K jeho vzniku může dojít i během elektrických výbojů a malých tornád, které nacházíme na povrchu planety. Laboratorní simulace tuto domněnku potvrdily. Vědcům se povedlo syntetizovat metan pomocí elektrických výbojů nad ledovým blokem. 

Jak tento proces funguje? Už v pozemských podmínkách vzniká v  malých tornádech napětí až 10 000 Voltů. Na Marsu, který vlastní jen řídkou atmosféru, se mohou tvořit tornáda daleko vyšší. Vznikají v nich tak ještě intenzivnější výboje. Ty pak štěpí molekuly vody a CO2. Přes různé mezistupně se může chemickou reakcí těchto rozštěpených zbytků molekul vytvořit i metan.

Silným argumentem pro tuto variantu vzniku metanu na Marsu – je jeho lokální výskyt. Ten by odpovídal zřídkavým a lokálně omezeným atmosférickým jevům, tornádům, která čas od času během planetárního léta vznikají nad povrchem planety. Nevysvětluje ale dlouhodobý výron, pozorovaný robotem v kráteru Gale. 

Nejpravděpodobnější je, že se na výskytu metanu na Marsu podílejí různé mechanismy. Budou se jim věnovat i budoucí mise k rudé planetě.

V polovině března například odstartuje k Marsu mise ExoMars Trace Gas Orbiter (evropské společnosti ESA). Jak už napovídá její název, bude se věnovat průzkumu atmosféry, konkrétně plynů jako je metan.

Stopy života v meteoritech, které pochází z Marsu

27. prosince 1984 byl v Allan-Hillsově oblasti v Antarktidě objeven 1,94 kg těžký meteorit. V roce 1993 následovalo překvapení – malý kámen pochází z Marsu. Před 16 milióny let byl při kolizi planety s větším asteroidem vymrštěn do Sluneční soustavy. Náhoda se postarala o vhodnou dráhu a dovedla ho nakonec do blízkosti Země.

Dostal název ALH 84001. Při bližším ohledání vědce zaujala jeho zvláštní struktura. Připomínala organické tvary, jaké známe ze Země. Okamžitě vzplanulo množství nadějných teorií – v kameni, který byl nalezen v antarktickém ledu, se měly skrývat zkameněliny někdejších živých organismů, pocházejících z Marsu.

Dnes téměř jistě víme, že se nejednalo o zbytky života. Zvláštní organicky vypadající formace vznikly chemickou cestou. Vědci dokonce po průzkumu meteoritu určili teplotu, při které vznikaly. Na Marsu musela v době jejich transformace vládnout teplota kolem 18 °C a musela na něm existovat voda, která se na chemických reakcích podílela. Ta pronikla trhlinami v hornině a přinesla s sebou i rozpuštěné minerály. Když se později voda vypařila, vytvořily se z původně rozpuštěných minerálů usazeniny podobně, jako vzniká kotelní kámen ve varné konvici.

Další posel z Marsu, Nakhla-meteorit, byl prozkoumán v roce 1999. Stopy aminokyselin, které v něm byly nalezeny, mohly být ale i kontaminací pozemským životem, proto jsou výsledky nepřesvědčivé. V roce 2006 vědci ulomili kousek meteoritu, aby mohli prozkoumat čerstvou a nekontaminovanou vrstvu materiálu. Našli v něm uhlíkaté sloučeniny, které se sice tvarem podobají pozemské buňce, případně baktériím, mohou být ale stejně tak výsledkem neorganických procesů. Podobné útvary byly nalezeny i v meteoritech Shergotty a Yamato000593 - které také pocházejí z Marsu. 

Mimozemšťané - to jsme hlavně my!

Zatím se tedy zdá, že pokud chceme na Marsu pozorovat inteligentní život, musíme se o něj postarat sami. Jak by podobný pokus mohl vypadat, předvedl před nedávnem skvělý film "Marťan". 

Zdroje: http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2007/lebenssuche-auf-dem-mars-tiefer-bohren/, http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2009/methan-auf-dem-mars-hinweis-auf-leben/, http://science.sciencemag.org/content/323/5917/1041.abstract, http://www.spektrum.de/news/wo-bleibt-das-mars-wasser/1357159, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2012GL053255/abstract, http://science.sciencemag.org/content/347/6220/415, http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=786448, https://de.wikipedia.org/wiki/Shergotty_(Meteorit)