Adrian Brown, SETI

SETI si zvolila náročný cíl

Známa zkratka SETI - Search for Extra-Terrestrial Intelligence - patří institutu, který má tři centra a asi 150 zaměstnanců. Je soukromou neziskovou organizací, jejíž hlavním příjmem jsou peněžní dary a nevládní granty. A ty jsou závislé od ochoty přispět na hledání nejen inteligentního života ve vesmíru, ale jakéhokoli mimozemského života vůbec.

V nejbližším galaktickém okolí není nic, co by svou inteligenci dávalo jasně na vědomí kosmickému okolí i když ho snímáme stále podrobněji na různých frekvencích elektromagnetického záření. Pro SETI je nepochybně bezpečnější pohrávat si s hledáním mimozemského života jako takového, s vyšší inteligencí nesouvisejícího. „Neinteligentní“ organismy ale na velké dálky těžko jednoznačně prokázat a k planetám mimo Sluneční soustavu je nedostižně daleko. Proto naději stále živí některé měsíce Jupiteru a zejména Mars. A to nejen pro SETI.

Zvětšit obrázek

Projekt ExoMars – marťanská sonda, která by podle plánů měla v roce 2016 z oběžné dráhy začít vyhledávat i ty nejmenší zdroje vody a hlavně metanu. Kredit: ESA/NASA

 

NASA + ESA = ExoMars

Hledání stop života na rudé planetě patří mezi osvědčená zaklínadla pro prosazení projektů NASA i ESA (European Space Agency). Obě obrovské kosmické instituce společně naplánovali ExoMars, což je zkratka projektu Exobiology on Mars. V rámci něho by měla být v roce 2016 na oběžnou dráhu okolo rudé planety vypuštěna sonda s přístroji zaměřenými na vyhledávání známek života. Zatím jsou v plánu tři infračervené detektory pro identifikaci i nízkých koncentrací molekul vody v řídké marťanské atmosféře a spektrografy na pátrání po možných zdrojích metanu. To je hlavním bodem programu projektu ExoMars, protože metan by mohl být důkazem případné existence živých organizmů. Důkazem, který je sice možné z oběžné dráhy ve výšce asi 400 km zajistit, ale který není postačujícím. Protože metan, poprvé zaznamenán sondou Mars Express v roce 2003, může vznikat i abiotickou cestou při procesech odumírající geologické aktivity a chemických proměnách minerálů. V každém případě ale svědčí o tom, že Mars není zcela mrtvou planetou – z geologického, ale s jistou malou pravděpodobností i biologického hlediska.

ExoMarsem objevené „podezřelé“ objekty pak zmapuje kamerový systém, snímající s vysokým rozlišením třírozměrný obraz povrchu. V roce 2016 by spolu s umělou oběžnicí měl být k Marsu vyslán i přistávací modul s roverem, jehož hlavním úkolem bude vrtání do hornin a odběr vzorků. Ty by pak na Zemi dopravila další ExoMars-mise, plánovaná na rok 2018.

Zvětšit obrázek

Současné pozemské stromatolity a jejich relativně mladé (B) i nejstarší (C) kamenné pozůstatky. U těch nejstarších (asi 3,5 miliardy let) ze západoaustralské lokality Warrawoona jde o ne všemi přijaté důkazy.

 

Kde končí výzkum a začíná spekulace?

Existuje tedy několik velmi známých institucí, pro které je výhodné živit naději na alespoň marťanský mikro-život v současné, nebo zkamenělé formě. Toto „politické“ zákulisí motivuje výzkumníky SETI se občas přehoupnout za hranici faktů k spekulacím. Nedávno médii proběhla zpráva, která doslova tvrdila, že v okolí marťanského systému zlomových prohlubní Nili Fossae jsou horniny, které možná ukrývají zkamenělé (nebo dokonce živé!) mikroorganismy. BBC zmiňuje analogii s pozemskými stromatolity, což se objevilo v mnohých slovenských i českých denících. Tím zpráva daleko přesahuje odborný článek o kterém vlastně informuje. Není ale dílem senzace-tvořivých novinářů, vědomě to „spáchali“ výzkumníci ze SETI.

Zvětšit obrázek

Obrovská impaktní prohlubeň Isidis sousedí na západní straně s rozlehlou štítovou sopkou Syrtis. Nili Fossae protínají severozápadní vyvýšený lem Isidis.

Odborný článek, který osmičlenný tým vedený Adrianem Brownem ze SETI publikoval v časopisu Earth and Planetary Science Letters má jenom dvě strany, no alespoň dlouhý název: Hydrothermal formation of Clay-Carbonate alteration assemblages in the Nili Fossae region of Mars (Hydrotermální vznik přeměněných jílovito-karbonatických seskupení v oblasti marťanských Nilských příkopů). Samotný titul napovídá, že nejde o objev žádných, ani těch nejmenších marťánků. Dokonce nejde ani o nějaký výzkum v pravém slova smyslu. Pro ty, kteří se nechtějí zabývat delším vysvětlováním jenom stručně: celý článek pojednává o teoriích vzniku horečnatých uhličitanů (MgCO₃ – magnezit) proměnou z minerálu olivínu (Mg,Fe)₂SiO₄, typického pro jistý druh vulkanických hornin (bazaltů s vysokým obsahem Mg, Fe, takzvaných mafických bazaltů). Tyto výlevné magmatické horniny s vysokým obsahem olivínu tvoří skalní podklad celé oblasti Nili Fossae. Dna zlomových struktur vyplňuje jemný vulkanický jíl. Zjištěné lokální výskyty karbonatických hornin svědčí jenom o přítomnosti vody a oxidu uhličitého, které musely před asi 4 miliardami let při proměně minerálů skupiny olivínů na uhličitany asistovat. Pro dávnou, vulkanicky aktivní minulost Marsu ale obě látky nejsou ničím výjimečným. Ani jedna sloučenina nevypovídá přímo o existenci života, jenom naznačuje, že zde po určitou dobu mohly panovat podmínky pro život přijatelné. Ale nepotvrzují žádný vodní ráj, jaký známe z naší modré planety. Právě naopak – překvapivě velký výskyt olivínu na povrchu dokládá panování extrémního sucha po většinu geologické minulosti na této planetě. Tento minerál totiž ve vlhku rychle podléhá chemickým změnám.

Inkriminované stromatolity se do mediální zprávy dostaly díky tomu, že autoři práce nebiologické procesy chemických metamorfóz minerálů porovnali s těmi, které vědci prozkoumali v mafických bazaltech geologické lokality Warrawoona v západní Australii. A ta je známá tím, že některé zavrásněné vrstvy a lokální výskyty jistých typů karbonatických hornin považují geologové za pozůstatky stromatolitů, tedy raních fotosyntetizujících sinic (cyanobaktérií). Jeden z odpadních produktů jejich metabolizmu je uhličitan. Ale ne horečnatý magnezit, ale vápenatý vápenec CaCO₃. Nic podobného se samozřejmě na Marsu neprokázalo a jde spíš o hodně nadsazené přání zaměstnanců SETI a nepochybně i o návnadu na udici lovící finanční prostředky. Média jsou všemocným nerecenzovaným zprostředkovatelem.

V samotném odborném článku se jediná věta zmiňuje o Austrálii (volný překlad):
Vznik zkoumané (geologické) jednotky Mg-uhličitanů a stratigraficky nižší jednotky Mg-fylosilikátů vysvětlujeme tak, že jednotky obsahující uhličitany prošly hydrotermální změnou v přibližně neutrálním prostředí (pH 6 – 8), podobném jako v oblasti bazaltů mafické až ultramafické skupiny Warrawoona v západní Austrálii.
Žádné stromatolity, ani jejich zkamenělé formy, jen naděje, že podmínky mohly být podobné, jaké byly na Zemi v době prahor...

Zvětšit obrázek

Pohled z paluby sondy Mars Reconnaissance Orbiter na Nili Fossae v různém rozlišení - kombinace černobílých snímků z kamery HiRISE, snímající povrch Marsu ve vysokém rozlišení ve viditelném světle a infračerveného obrazu pořízeného spektrometrem (CRISM) odhaluje složení povrchových hornin. Nachový je nadložní horninový pokryv. S pod něho vystupují žluté (žlutohnědé) vrstvy bazaltů s vysokým obsahem olivínů. Ty jsou místy částečně, nebo zcela přeměněné v uhličitany, označené dost těžko odlišitelnými zelenými odstíny (např. při spodním pravém rohu prvního z obrázků). Kredit: NASA/JPL/JHUAPL/University of Arizona/Brown University

 

Podrobněji

Nili Fossae (Nilské příkopy, kanály) je soustava zlomů, které protínají severozápadní vyvýšený okraj velkého, něco přes 4 miliardy let starého impaktního kráteru Isidis s průměrem asi 1 500 km. Protože směr zlomů odpovídá tvaru okraje, předpokládá se, že vznikly při smršťování chladnoucího povrchu, rozžhaveného kolizí s velkým vesmírným projektilem. Kráter Isidis ze západní strany sousedí s nízkou, ale plošně rozsáhlou štítovou sopkou Syrtis, jejíž mírné, tmavé čedičové svahy se dříve považovaly za jakousi náhorní plošinu. Nili Fossae jsou okolo 660 km dlouhé a hluboké asi jenom 600 m, protože je částečně vyplňuje suť, prach a jíl, pocházející z navátého vulkanického popela a zvětralin podložních bazaltů. Svahy příkopů a jejich širší okolí ale velmi dobře odhalují holou vulkanickou skálu, jež se vyznačuje vysokým obsahem olivínu – železnato horečnatého křemičitanu, který patří mezi nejdůležitější minerály, krystalizující z chladnoucího bázického mafického (s vysokým obsahem Mg a Fe) magmatu. Takže nic, co bychom neznali z pozemských podmínek. Na Zemi by ale takové odkryvy již dávno vypadaly jinak a olivíny vystupující na povrch by byly působením vody a atmosferických plynů proměněné na směs oxidů, hydrooxidů a jílovitých minerálů.

Rozsáhlé výskyty olivínů v povrchových vulkanických horninách na Marsu tedy svědčí o velmi suchém prostředí. To ale neplatí lokálně. V Nili Fossae se vyskytují i horninotvorné minerály, jejichž vznik dávné působení vody prokazuje – horečnatý uhličitan magnezit (MgCO₃), popřípadě železitý siderit (FeCO₃). Nepředstavujte si ale obrovská dávná jezera a vydatné deště. Ty by degradovaly veškerý olivín. Ani drobné mikroorganizmy, kterých metabolizmus, nebo ochranné schránky způsobují nahromadění uhličitanů. Na Zemi tak vznikly vápence (CaCO₃), popřípadě, působením dalších chemických proměn dolomity (Mg-CaCO₃). Ale i pozemské magnezity MgCO₃ vznikly nebiologickou cestou, také zejména proměnou běžného olivínu (Mg,Fe)₂SiO₄, nebo jeho čisto horečnaté odrůdy forsteritu Mg₂SiO₄ nejdříve působením vody na serpentinit Mg₃Si₂O₅(OH)₄. A až z něho pak oxid uhličitý vytvoří mastek Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂, magnezit MgCO₃ a... vodu.

Když to shrneme pro Mars, pak olivíny svědčí o velkém suchu a lokální výskyt uhličitanů o zdrojích pravděpodobně puklinové vody, možná, při troše odvahy i hydrotermálních, se sopečnou činností spojených pramenů. Ale nic, co by vskutku připomínalo stromatolity.
V závěru odborného článku, jenž byl podnětem pro mediální zprávy, autoři uvádějí tabulku chemických reakcí, které podle jejich názoru reprezentují pravděpodobné mechanismy vzniku magnezitů:

Zvětšit obrázek

Nili Fossae na Google Mars – topografie terénu a černobílý snímek ve viditelném světle.

Všimněte si, že reakce v alternativním prvním kroku produkuje i metan. Právě v oblasti Nili Fossae byly stopy tohoto jednoduchého plynného uhlovodíku zaznamenány. Jde o jednu z možných nebiologických alternativ jeho vzniku. Protože se ale předpokládá, že ho sluneční záření rozkládá i na Marsu, jeho současný výskyt klade další otázky a je pro exobiology žhavým želízkem v ohni, z kterého můžou kout nové hypotézy a argumentaci pro granty.

Uhličitany v Nili Fossey, kterých objev byl poprvé ohlášen koncem r. 2008, samozřejmě nejsou jedinými prokázanými nálezy uhličitanů na Marsu. Jde o zajímavé téma, snad předsevzetí napsat o něm více se v nejbližší době přetransformuje do dalšího článku na Oslu.

Zdroje: BBC News, Science Daily, orig. článek uveřejněný v Earth and Planetary Science Letters