Ser inde i Jorden efter liv på Mars

Det er din typiske sprudlende saga: Du snurrer dig gennem tunneler, der ikke er bredere end en vandmelon i diameter, og rappeler derefter ud over kanten af ​​en 200 fods klippe ind i et tomrum så sort, at du ikke engang kan se dine fødder, endsige bunden, hvis man antager dér er en bund. Hvis du overlever den prøvelse, er du stadig nødt til at forhandle den glatte skråning af Freakout Traverse eller den frygtede sprække kendt som Great White Rift. En underjordisk tur gennem Lechuguilla Cave i New Mexico kan også omfatte andre højdepunkter og lowlights: Misery Hole, Death Pit og Parallel Universe.

Nogle opdagelsesrejsende nyder spændingen ved at sondere en ukendt, underjordisk vildmark. Andre finder trøst i stilheden og mørket i Amerikas dybeste hule, som strækker sig mere end 1.500 fod under overfladen. Så er der dem, der kommer på jagt efter liv på Mars.

Denne historie var en del af vores udgave fra november 1997

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Livet på Mars? Faktisk, mens forskere udforsker den røde planet via Mars Pathfinder og en række efterfølgende NASA-missioner, der er planlagt i løbet af det næste årti, studerer andre forskere de mikrobielle livsformer, der bebor denne enorme hule i Carlsbad Caverns National Park, og vurderer muligheden for, at analoge væsner lurer under Mars overflade. Dette arbejde er blevet støttet af NASAs exobiologi-program fra et budget, der er beregnet til studiet af jordbaserede analoger til andre planeter. Vi genovervejer det underjordiske miljø på Mars, dels fordi undergrunden på jorden viser sig at være meget rig, siger Penny Boston, biolog og NASA-konsulent ved Complex Systems Research i Boulder, Colo. Faktisk finder forskere mikroorganismer næsten overalt de ser tæt på åbninger på bunden af ​​det dybe hav, inde i antarktiske klipper og på olie- og gasboresteder, tusindvis af fod under jorden.

Den grundlæggende forudsætning for analogien til liv på Mars lyder sådan her: For tre til fire milliarder år siden var Mars et varmere og vådere sted, delvist på grund af en tyk atmosfære af kuldioxid, der opvarmede planeten gennem drivhuseffekten. Til sidst kombinerede denne kuldioxid sig med vand for at danne kulsyre, som igen reagerede med sten på overfladen for at skabe karbonater som kalksten og dolomit. Denne proces udtømte kuldioxiden i atmosfæren, hvilket efterlod overfladen frossen og ugæstfri uden flydende vand at finde nogen steder. Nu siger vi, at hvis livet ikke kunne have overlevet på overfladen, bevægede det sig måske under jorden, forklarer Christopher McKay, en planetarisk videnskabsmand ved NASAs Ames Laboratory, som har ledsaget Boston og andre på adskillige Lechuguilla-ekspeditioner.

Indgangshulen til Lechuguilla-hulen blev opdaget i 1914. Men det var først i 1950'erne, at efterforskerne begyndte at mistænke, at der kunne være en hule et sted under murbrokkerne på bunden af ​​denne grube. Da murbrokkerne til sidst blev brudt igennem i 1986, tunnelerede uforfærdede spelunkere ind og begyndte at kortlægge mere end 90 miles af passager. Det fulde omfang af Lechuguilla er endnu ikke kendt, men Dale Pate fra National Park Service i Carlsbad, N. Mex., er overbevist om, at der er meget mere hule derude, end vi ved om, muligvis 1.000 eller 2.000 miles værd.

Nogle kalder det den smukkeste hule i verden med strålende farver, uberørte pools og spektakulære mineralformationer, der ligner blomster, krystaller, lysekroner og koraller. Selvom videnskabsmænd kan værdsætte denne pragt, er de tiltrukket af hulen, primært fordi det er det perfekte sted at studere et praktisk talt uforurenet underjordisk miljø. Vi gør vores bedste for at begrænse påvirkningen, fordi vi ikke ønsker at forurene og ødelægge den ting, vi håber at studere, forklarer Boston. Vi leder efter eksotiske organismer, der er lette at skelne fra forurenende stoffer, der bringes ind af mennesker. Men hvis vi ikke er forsigtige, kan disse forurenende stoffer udkonkurrere oprindelige organismer.

Lechuguilla, en verden for sig selv, har ingen store naturlige åbninger, hvilket betyder, at meget lidt luft eller vand strømmer ind udefra. Grotten er også af geologisk interesse på grund af dens rige svovlaflejringer. Der er fundet forskellige mikroorganismer på jorden, som henter energi fra svovl, og lignende livsformer kan eksistere på Mars, som både Viking- og Pathfinder-missionerne har vist har et højt svovlindhold.

En meget forskelligartet gruppe af organismer lever i hulen, inklusive adskillige bakteriestammer, vi aldrig har set før, bemærker Larry Mallory, en mikrobiolog ved University of Delawares Center for Marine Biotechnology, som har aflagt gentagne besøg i Lechuguilla siden 1992. En fjerdedel mile nede kommer du ind i en mikrobiel verden. Der er ingen flercellede livsformer ud over det punkt undtagen for hulere.

Hidtil er der fundet hundredvis af mikrobielle stammer i hulen, hvoraf størstedelen er hidtil ukendt, siger Boston. I sidste ende planlægger hun og hendes kollega, University of New Mexico, biolog Diana Northup, at undersøge mikrobernes DNA for at sammenligne det med kendte mikrobers DNA. Vi forsøger at finde de nærmeste slægtninge til disse stammer, finde ud af, hvor de kom fra - jorden eller det gamle hav - og bestemme, hvor længe de har været adskilt fra verden ovenfor, siger Boston.

Forskerne håber også at kunne bestemme den energikilde, der driver dette solløse økosystem. Nøglen er at finde organismer, der kan lave mad med kemiske midler, forklarer McKay. Mallory har identificeret en bakteriestamme, der oxiderer mangan, men han forsøger stadig at afgøre, om skabningerne rent faktisk får energi fra den proces. På efterfølgende ture planlægger han at søge efter jernoxiderende bakterier ved Rusticles, en jernformation i den nordøstlige del af hulen, der ligner en løbende ispind. Boston har også til hensigt at indsamle flere prøver i håb om at fange både jern- og svovloxiderende organismer.

At finde ud af, hvad disse insekter spiser, er et svært problem, siger hun. De mest sandsynlige fødekilder er enten i luften eller i klipperne. Hvis der kan sikres tilstrækkelig finansiering, håber hun og Northup at udføre gaskromatografiske undersøgelser af luften og lave analyser af hele bjergarten for at se, hvad der i klippevæggen er spiseligt.

Boston har allerede haft tætte møder med nogle mærkelige ting, der vokser i hulen, såsom et mærkeligt blødt materiale kaldet gorilla drek, der klæber sig til de smuldrende hulevægge. Det føles som vådt, grafitsukker, siger hun. Når du lægger den mellem fingrene, visner den ned til ingenting. Forskerne fandt til sidst ud af, at der bor bakterier og svampe i fnug, men Boston havde en mistanke om det fra starten: Det gav mig en øjenbetændelse, som fik mig til at tro, at der voksede noget der.

Gorilla drek-episoden lærte Boston en vigtig lektie: Det er svært at sige, hvornår tingene er i live, selv med en hel besætning af efterforskere, der kravler rundt, tager prøver og undersøger dem senere i laboratoriet. Det er muligt, at når vi ser på Mars, vil vi ikke finde organismer, der passer til vores forforståelser. Detektionsværktøjer, der fungerer her på jorden, siger hun, fungerer muligvis ikke der.

Hun og McKay håber på at trække på deres erfaringer i Lechuguilla, mens de designer ventende missioner til Mars. Faktisk har begge forslag til behandling hos NASA til Mars Surveyor-missionen i 2001. Ved at se på livet under jorden på jorden håber vi at afgøre, om det er rimeligt at lede efter liv under jorden på Mars, finde ud af, hvor dybt man skal se, og se, om der måske er fossile rester, vi kunne genkende, siger McKay.

Vi vil gerne vide, hvilken slags spor disse fejl kan efterlade, tilføjer Boston. Hvis livet på Mars trak sig tilbage til undergrunden og derefter døde ud, kan der stadig være en række signaturer - faktiske fossiler, geokemiske spor, isotopiske forskydninger eller karakteristiske forvitringsmønstre på overfladen af ​​klipper. At studere et samfund i en hule, der uddøde og bliver forstenet, kan hjælpe os med at vide, hvad vi skal kigge efter i et radikalt anderledes miljø.

Studierne af Lechuguilla kunne kaste lys over andre spørgsmål vedrørende det mindste lukkede økosystem, der kan overleve. Nogle hævder, at det kræver en hel planet at opretholde et økosystem; andre hævder, at du kunne holde et levedygtigt system i gang i en flaske, siger Boston. Det er et ubesvaret spørgsmål, der gælder for jorden eller enhver anden planet.

Selvom hun stadig er stærkt investeret i Mars, og endda kalder sig selv en marsboer til tider, erkender Boston, at forskningen ved Lechuguilla vil være af interesse for terrestrisk biologi, uafhængigt af udenjordiske bekymringer. Mallory er enig og siger, at huleforskningen kan bidrage til vores forståelse af, hvor liv findes på denne planet, og hvor langt ned det går.

Lechuguilla-værket kan også have en række praktiske anvendelser. Mallory har grundlagt et selskab kaldet Biomes for at teste huleorganismers sygdomsbekæmpelsesevne og deres biprodukter. Nogle organismer ser ud til at producere forbindelser, der er specifikt giftige for visse typer brystkræftceller. Han undersøger også de antibakterielle, antivirale og svampedræbende egenskaber af andre forbindelser, der stammer fra hulen.

Udforskningen af ​​Lechuguilla skrider i mellemtiden langsomt på grund af vanskelighederne ved underjordisk navigation plus det faktum, at adgangen til grotten er stærkt begrænset af National Park Service. Grotten er lukket for besøg undtagen for forskning og vedligeholdelse, og parktjenesten lukker kun omkring et halvt dusin forskerhold ind om året. Boston er glad for at være blandt de få indlagte, hvilket til en vis grad opvejer hendes bekymring for, at mennesker måske ikke sætter foden på den røde planet i ret lang tid. For nu trøster hun sig selv ved at sige: Denne hule er min Mars.

skjule