ความเป็นไปได้ที่ชีวิตสามารถมีอยู่บนดาวอังคารได้จับภาพจินตนาการของนักวิจัยนักวิทยาศาสตร์และนักเขียนมานานกว่าศตวรรษ ตั้งแต่ Giovanni Schiaparelli (และต่อมา Percival Lowell) เห็นสิ่งที่พวกเขาเชื่อว่าเป็น "Martian Canals" ในศตวรรษที่ 19 มนุษย์ต่างก็ใฝ่ฝันที่จะส่งทูตไปยัง Red Planet ในวันเดียวโดยหวังว่าจะได้พบอารยธรรมและพบกับชาวพื้นเมือง
ในขณะที่ นาวิน และ ชาวสแกนดิเนเวียน รายการของปี 1960 และ 70 ทำลายความคิดของอารยธรรมดาวอังคารมีหลักฐานหลายบรรทัดเกิดขึ้นซึ่งบ่งบอกว่าชีวิตจะมีอยู่บนดาวอังคารได้อย่างไร ต้องขอบคุณการศึกษาใหม่ซึ่งบ่งชี้ว่าดาวอังคารอาจมีก๊าซออกซิเจนเพียงพอที่ถูกขังอยู่ใต้พื้นผิวเพื่อสนับสนุนสิ่งมีชีวิตแบบแอโรบิกทฤษฎีที่ว่าสิ่งมีชีวิตสามารถ ยังคง มีอยู่ได้รับการเพิ่มอีก
การศึกษาซึ่งเพิ่งปรากฏในวารสาร ธรณีศาสตร์ธรรมชาตินำโดย Vlada Stamenkovic นักวิทยาศาสตร์โลกและดาวเคราะห์และนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจาก Jet Propulsion Laboratory ของ NASA เขาเข้าร่วมโดยสมาชิกหลายคนของ JPL และกองธรณีวิทยาและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech)
บทบาทที่เป็นไปได้ที่ก๊าซออกซิเจนสามารถเล่นบนดาวอังคารได้รับความสนใจเล็กน้อยในอดีต นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าออกซิเจนประกอบเป็นบรรยากาศเล็ก ๆ น้อย ๆ ในดาวอังคารซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทนเป็นหลัก อย่างไรก็ตามหลักฐานทางธรณีวิทยาจากอุกกาบาตดาวอังคารและหินที่อุดมด้วยแมงกานีสได้แสดงให้เห็นถึงการเกิดออกซิเดชันในระดับสูง
นี่อาจเป็นผลมาจากน้ำที่มีอยู่บนดาวอังคารในอดีตซึ่งบ่งบอกว่าออกซิเจนมีบทบาทในการผุกร่อนทางเคมีของเปลือกดาวอังคาร เพื่อสำรวจความเป็นไปได้นี้ Stamenkovi และทีมของเขาได้พิจารณาหลักฐานสองชิ้นที่รวบรวมโดย ความอยากรู้ ผู้ท่องเที่ยว อย่างแรกคือหลักฐานทางเคมีจากเครื่องมือทางเคมีและแร่วิทยาของ Curiosity (CheMin) ซึ่งยืนยันการเกิดออกซิเดชันระดับสูงในตัวอย่างของหินดาวอังคาร
ประการที่สองพวกเขาศึกษาหลักฐานที่ได้จาก Mars Express ' เรดาร์ขั้นสูงของดาวอังคารสำหรับเครื่องมือ Subsurface และ Ionosphere Sounding (MARSIS) ซึ่งระบุว่ามีน้ำอยู่ใต้บริเวณขั้วโลกใต้ของดาวอังคาร ด้วยการใช้ข้อมูลนี้ทีมงานเริ่มคำนวณปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ในคราบสกปรกใต้พื้นดินหรือไม่และจะเพียงพอหรือไม่ที่จะมีชีวิตแอโรบิก
พวกเขาเริ่มต้นด้วยการพัฒนากรอบอุณหพลศาสตร์ที่ครอบคลุมเพื่อคำนวณการละลายของO²ในน้ำเกลือ (น้ำเกลือและแร่ธาตุอื่น ๆ ที่ละลายได้) ภายใต้เงื่อนไขของดาวอังคาร สำหรับการคำนวณเหล่านี้พวกเขาสันนิษฐานว่าอุปทานของO²เป็นชั้นบรรยากาศของดาวอังคารซึ่งจะสามารถติดต่อกับพื้นผิวและสภาพแวดล้อมใต้ผิวดินและสามารถถ่ายโอนได้
จากนั้นพวกเขารวมกรอบการละลายนี้เข้ากับแบบจำลองการไหลเวียนทั่วไปของดาวอังคาร (GCM) เพื่อกำหนดอัตราประจำปีที่O²จะละลายในน้ำเกลือทำให้ค่าความดันและอุณหภูมิในท้องถิ่นบนดาวอังคารในวันนี้ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเห็นได้ทันทีว่าภูมิภาคไหนมีแนวโน้มที่จะรักษาระดับความสามารถในการละลายO²ได้ในระดับสูง
สุดท้ายพวกเขาคำนวณการเปลี่ยนแปลงทางประวัติศาสตร์และในอนาคตในความเอียงของดาวอังคารเพื่อพิจารณาว่าการกระจายตัวของสภาพแวดล้อมแอโรบิกในช่วง 20 ล้านปีที่ผ่านมาและวิธีการที่พวกมันอาจเปลี่ยนแปลงในอีก 10 ล้านปีข้างหน้า จากนี้พวกเขาพบว่าแม้ในสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดมีออกซิเจนเพียงพอในหินดาวอังคารและอ่างเก็บน้ำใต้ผิวดินเพื่อรองรับสิ่งมีชีวิตจุลินทรีย์แอโรบิก ดังที่ Stamenkovic บอกกับนิตยสาร Space:
“ ผลลัพธ์ของเราคือออกซิเจนสามารถละลายในน้ำเกลือต่าง ๆ ภายใต้สภาวะของดาวอังคารในระดับความเข้มข้นที่มากกว่าจุลินทรีย์แอโรบิกที่จำเป็นต่อการหายใจ เราไม่สามารถจัดทำแถลงการณ์ที่เกี่ยวข้องกับศักยภาพของน้ำใต้ดิน แต่ผลลัพธ์ของเราอาจบ่งบอกถึงการมีอยู่ของน้ำเค็มเย็น ๆ ที่ทำขึ้นบนหินที่ก่อแมงกานีสออกไซด์ซึ่งสังเกตเห็นด้วย MSL”
จากการคำนวณของพวกเขาพวกเขาพบว่าสภาพแวดล้อมใต้พื้นผิวบนดาวอังคารส่วนใหญ่เกินระดับออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการหายใจแบบแอโรบิค (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3) โดยขนาดสูงสุด 6 คำสั่ง สิ่งนี้เทียบเท่ากับระดับออกซิเจนในมหาสมุทรของโลกทุกวันนี้และสูงกว่าสิ่งที่มีอยู่บนโลกก่อนเหตุการณ์ออกซิเจนอันยิ่งใหญ่ประมาณ 2.35 พันล้านปีก่อน (10 ^ 13–10 ^? 6 mol m ^? 3)
การค้นพบเหล่านี้บ่งชี้ว่าชีวิตยังคงมีอยู่ในแหล่งน้ำเค็มใต้ดินและเสนอคำอธิบายสำหรับการก่อตัวของหินที่ออกซิไดซ์สูง “ รถแลนด์โรเวอร์ Curiosity ของ MSL ตรวจพบแมงกานีสออกไซด์ซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นเมื่อหินกระทบกับหินที่มีปฏิกิริยาออกซิไดซ์สูง” Stamenkovic กล่าว “ ดังนั้นผลการวิจัยของเราสามารถอธิบายสิ่งที่ค้นพบเหล่านี้ได้หากมีน้ำเกลือเย็นอยู่และความเข้มข้นของออกซิเจนใกล้เคียงหรือมากกว่าในวันนี้ขณะที่หินมีการเปลี่ยนแปลง”
พวกเขายังสรุปว่าอาจมีหลายตำแหน่งรอบ ๆ บริเวณขั้วโลกที่มีความเข้มข้นของO²สูงกว่ามากซึ่งเพียงพอที่จะรองรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนเช่นฟองน้ำ ในขณะเดียวกันสภาพแวดล้อมที่มีความสามารถในการละลายระดับกลางจะเกิดขึ้นในพื้นที่ที่อยู่ต่ำกว่าใกล้กับเส้นศูนย์สูตรที่มีแรงกดดันบนพื้นผิวสูงกว่าเช่น Hellas และ Amazonis Planitia และ Arabia และ Tempe Terra
จากทั้งหมดนี้สิ่งที่เริ่มปรากฏออกมาเป็นภาพว่าชีวิตบนดาวอังคารสามารถอพยพใต้ดินได้อย่างไรแทนที่จะหายไปอย่างง่ายดาย ในขณะที่ชั้นบรรยากาศถูกแยกออกไปอย่างช้าๆและพื้นผิวเย็นลงน้ำก็เริ่มแข็งตัวและเดินทางไปยังพื้นดินและใต้ผิวดินแคชซึ่งมีออกซิเจนเพียงพอที่จะรองรับสิ่งมีชีวิตแบบแอโรบิกที่เป็นอิสระจากการสังเคราะห์ด้วยแสง
ในขณะที่ความเป็นไปได้นี้อาจนำไปสู่โอกาสใหม่ในการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารมันอาจเป็นเรื่องยากมาก (และไม่อาจมองข้าม) ที่จะมองหามัน สำหรับผู้เริ่มภารกิจก่อนหน้านี้ได้หลีกเลี่ยงพื้นที่บนดาวอังคารด้วยความเข้มข้นของน้ำเพราะกลัวว่าจะปนเปื้อนแบคทีเรียในโลก ดังนั้นทำไมภารกิจที่จะเกิดขึ้นเช่น NASAดาวอังคาร 2020 รถแลนด์โรเวอร์จะมุ่งเน้นไปที่การเก็บตัวอย่างดินผิวเพื่อค้นหาหลักฐานของชีวิตที่ผ่านมา
ประการที่สองในขณะที่การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่ชีวิตจะมีอยู่ในแคชใต้ผิวดินบนดาวอังคาร แต่ก็ไม่ได้พิสูจน์ว่าชีวิตยังคงมีอยู่บนดาวเคราะห์สีแดง แต่ดังที่ Stamenkovic ระบุไว้มันเปิดประตูสำหรับการวิจัยใหม่ที่น่าตื่นเต้นและสามารถเปลี่ยนวิธีที่เรามองดาวอังคารได้อย่างลึกซึ้ง:
“ นี่ก็หมายความว่าเรายังมีอีกมากที่ต้องเรียนรู้เกี่ยวกับศักยภาพของสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารไม่เพียง แต่ในอดีตเท่านั้น แต่ยังมีอยู่ คำถามมากมายยังคงเปิดอยู่ แต่งานนี้ยังให้ความหวังในการสำรวจศักยภาพของสิ่งมีชีวิตที่ยังหลงเหลืออยู่บนดาวอังคารในวันนี้ด้วยการมุ่งเน้นไปที่การหายใจแบบใช้ออกซิเจน
หนึ่งในนัยที่สำคัญที่สุดของการศึกษาครั้งนี้คือวิธีที่มันแสดงให้เห็นว่าดาวอังคารสามารถมีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตภายใต้สภาวะที่แตกต่างจากโลกได้อย่างไร แทนที่จะใช้สิ่งมีชีวิตแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นพิษและใช้การสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อผลิตออกซิเจน (ทำให้บรรยากาศเหมาะสำหรับสิ่งมีชีวิตแบบแอโรบิค) ดาวอังคารสามารถให้ออกซิเจนผ่านหินและน้ำเพื่อรักษาสิ่งมีชีวิตในอากาศ
การศึกษาครั้งนี้อาจมีความหมายในการค้นหาชีวิตนอกโลก ในขณะที่จุลินทรีย์ใต้ดินที่เย็นจัดดาวเคราะห์นอกระบบที่แห้งแล้งอาจดูเหมือนคำจำกัดความอุดมคติของ“ ที่อยู่อาศัย” สำหรับเรา แต่มันสร้างโอกาสที่มีศักยภาพในการค้นหาชีวิตตามที่เราทำ ไม่ รู้แล้ว ท้ายที่สุดการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกจะเป็นสิ่งที่ไม่เคยมีมาก่อน
