ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาการศึกษาอย่างต่อเนื่องของดาวอังคารได้เปิดเผยสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับโลก ในทศวรรษ 1960 และต้น 70 ปี นาวิน ยานสำรวจเผยว่าดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่แห้งและเย็นยะเยือกซึ่งน่าจะเป็นสิ่งไร้ชีวิต แต่เมื่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโลกลึกยิ่งขึ้นจึงเป็นที่รู้กันว่าดาวอังคารเคยมีสภาพแวดล้อมที่อบอุ่นและเปียกชื้นซึ่งสามารถช่วยชีวิตได้
สิ่งนี้กลับเป็นแรงบันดาลใจให้กับหลายภารกิจโดยมีจุดประสงค์เพื่อค้นหาหลักฐานของชีวิตที่ผ่านมานี้ อย่างไรก็ตามคำถามสำคัญในการค้นหานี้อยู่ที่ไหนที่จะมองและสิ่งที่มองหา? ในการศึกษาใหม่นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคนซัสทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติแนะนำว่าภารกิจในอนาคตควรมองหาวานาเดียม องค์ประกอบที่หายากนี้พวกเขาอ้างว่าสามารถชี้ทางสู่หลักฐานฟอสซิลของชีวิต
การศึกษาของพวกเขาในหัวข้อ“ การถ่ายภาพของวาเนเดียมในไมโครฟอสซิล: ชีวประวัติใหม่ที่มีศักยภาพ” เพิ่งปรากฏในวารสารวิทยาศาสตร์ Astrobiology นำโดย Craig P. Marshall ศาสตราจารย์ด้านธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัยแคนซัสทีมงานต่างประเทศรวมถึงสมาชิกจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne แผนกบริการด้านเทคนิคธรณีวิทยาของ Saudi Aramco, University of Liege และมหาวิทยาลัยซิดนีย์
เพื่อให้ชัดเจนการหาสัญญาณของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์อย่างดาวอังคารไม่ใช่เรื่องง่าย ดังที่ Craig Marshall ระบุไว้ในการแถลงข่าวของ University of Kansas:
“ คุณได้งานของคุณถูกตัดออกไปหากคุณกำลังมองหาหินตะกอนโบราณสำหรับจุลชีพบนโลก - และอื่น ๆ อีกมากมายบนดาวอังคาร บนโลกหินอยู่ที่นี่มานานถึง 3.5 พันล้านปีและการชนกันของเปลือกโลกและการจัดวางแนวได้สร้างความกดดันและแรงกดดันให้กับก้อนหินมากมาย นอกจากนี้หินเหล่านี้สามารถฝังได้และอุณหภูมิก็เพิ่มขึ้นตามความลึก”
ในบทความของพวกเขามาร์แชลและเพื่อนร่วมงานของเขาแนะนำภารกิจเช่น NASA ดาวอังคาร 2020 rover คือ ESA ของ ExoMars 2020 รถแลนด์โรเวอร์และภารกิจพื้นผิวอื่น ๆ ที่นำเสนอสามารถรวมสเปคโทรรามันกับการค้นหาวานาเดียมเพื่อค้นหาหลักฐานของชีวิตฟอสซิล บนโลกองค์ประกอบนี้พบได้ในน้ำมันดิบแอสฟัลท์และหินดินดานสีดำที่เกิดจากการสลายตัวช้าของสารอินทรีย์ชีวภาพ
นอกจากนี้นักซากดึกดำบรรพ์และนักโหราศาสตร์ได้ใช้ Raman spectroscopy ซึ่งเป็นเทคนิคที่เผยให้เห็นองค์ประกอบของเซลล์ตัวอย่างบนดาวอังคารเป็นระยะเวลาหนึ่งเพื่อค้นหาสัญญาณของสิ่งมีชีวิต ในแง่นี้การเพิ่มวานาเดียมจะให้วัสดุที่จะทำหน้าที่เป็นชีวประวัติเพื่อยืนยันการมีอยู่ของชีวิตอินทรีย์ในตัวอย่างภายใต้การศึกษา ดังที่มาร์แชลอธิบาย:
“ ผู้คนพูดว่า ‘ถ้าดูเหมือนชีวิตและมีสัญญาณของรามานคาร์บอนเราก็มีชีวิต แต่แน่นอนเรารู้ว่าอาจมีวัสดุที่ทำจากคาร์บอนในกระบวนการอื่น ๆ - เช่นในช่องระบายความร้อนด้วยน้ำ - ซึ่งสอดคล้องกับหน้าตาเหมือน microfossils ที่มีสัญญาณคาร์บอนอยู่ด้วย ผู้คนยังสร้างโครงสร้างคาร์บอนที่ยอดเยี่ยมดุ้งดิ้งที่มีลักษณะเหมือน microfossils เหมือนกันทุกประการ ดังนั้นเราถึงจุดเชื่อมต่อในขณะนี้ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะบอกได้ว่ามีชีวิตอยู่บนพื้นฐานของสัณฐานวิทยาและสเปคโทรรามันเท่านั้น”
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่มาร์แชลและผู้ร่วมเขียนของเขาสนับสนุนให้ใช้วานาเดียมเพื่อค้นหาสัญญาณแห่งชีวิต ดังกล่าวเป็นเรื่องของการนำเสนอที่พวกเขาทำในการประชุมวิทยาศาสตร์ Astrology ในปี 2558 มีอะไรเพิ่มเติมมาร์แชลและทีมของเขาย้ำว่ามันเป็นไปได้ที่จะปฏิบัติเทคนิคนี้โดยใช้เครื่องมือที่เป็นส่วนหนึ่งขององค์การนาซ่าแล้ว ดาวอังคาร 2020 หน้าที่
วิธีการที่นำเสนอของพวกเขายังเกี่ยวข้องกับเทคนิคใหม่ที่เรียกว่า X-ray fluorescence microscopy ซึ่งดูที่องค์ประกอบของธาตุ เพื่อทดสอบเทคนิคนี้ทีมงานได้ทำการตรวจสอบ microfossils ที่เปลี่ยนผนังด้วยความร้อนซึ่งครั้งหนึ่งเคยเป็นวัสดุอินทรีย์) เรียกว่า acritarchs จากข้อมูลของพวกเขาพวกเขายืนยันว่ามีร่องรอยของวานาเดียมอยู่ใน microfossils ที่มีอินทรีย์ในแหล่งกำเนิดอย่างแน่นอน
“ เราทดสอบ acritarchs เพื่อทำหลักฐานพิสูจน์แนวคิดเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์ที่ไม่มีเงาสงสัยว่าเรากำลังดูชีววิทยาโบราณที่เก็บรักษาไว้” มาร์แชลกล่าว “ อายุของ microfossil นี้ที่เราคิดว่าดีโวเนียน พวกเหล่านี้เป็นจุลินทรีย์ในน้ำ - พวกเขาคิดว่าเป็นสาหร่ายขนาดเล็กเซลล์ยูคาริโอตสูงกว่าแบคทีเรีย เราพบเนื้อหาวานาเดียมที่คุณคาดหวังจากวัสดุไซยาโนแบคทีเรีย
สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้ยืนยันว่าอาจไม่แตกต่างจากชนิดของสิ่งมีชีวิตที่อาจมีอยู่บนดาวอังคารหลายพันล้านปีก่อน การวิจัยทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ยังระบุด้วยว่าวาเนเดียมเป็นผลมาจากสารประกอบอินทรีย์ (เช่นคลอโรฟิล) จากสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในกระบวนการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากความร้อนและความดัน (เช่นการเปลี่ยนแปลง diagenetic)
กล่าวอีกนัยหนึ่งหลังจากสิ่งมีชีวิตตายและฝังอยู่ในตะกอนวานาเดียมก่อตัวขึ้นในซากของพวกเขาอันเป็นผลมาจากการถูกฝังอยู่ภายใต้ชั้นหินมากขึ้นเรื่อย ๆ - นั่นคือการกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ หรือมาร์แชลอธิบายว่า:
“ วาเนเดียมได้รับความซับซ้อนในโมเลกุลคลอโรฟิลล์ คลอโรฟิลล์มักจะมีแมกนีเซียมอยู่ตรงกลาง - ภายใต้การฝังศพวานาเดียมแทนที่แมกนีเซียม โมเลกุลของคลอโรฟิลล์จะถูกพันเข้าไปในวัสดุที่เป็นคาร์บอนจึงช่วยรักษาวานาเดียมได้ มันเหมือนกับว่าคุณมีเชือกเก็บไว้ในโรงรถของคุณและก่อนที่คุณจะนำมันออกไปคุณจะพันมันเพื่อที่คุณจะได้คลี่คลายมันในครั้งต่อไปที่คุณต้องการ แต่เมื่อเวลาผ่านไปบนพื้นโรงรถมันจะพันกันสิ่งที่ติดอยู่ในนั้น แม้เมื่อคุณเขย่าเชือกนั้นอย่างหนักสิ่งต่าง ๆ ก็ไม่ออกมา มันยุ่งเหยิง ในทำนองเดียวกันหากคุณดูวัสดุที่มีธาตุคาร์บอนจะมีแผ่นคาร์บอนพันกันและคุณจะได้วานาเดียมมาผสมกัน”
งานนี้ได้รับการสนับสนุนจาก ARC International Research Grant (IREX) ซึ่งสนับสนุนการวิจัยที่พยายามค้นหาชีวประวัติสำหรับชีวิตนอกเซลล์ด้วยการสนับสนุนเพิ่มเติมจาก Australian Synchrotron และ Advanced Photon Source ที่ Argonne National Laboratory มองไปข้างหน้ามาร์แชลและเพื่อนร่วมงานของเขาหวังว่าจะดำเนินการวิจัยเพิ่มเติมที่จะเกี่ยวข้องกับการใช้ Raman spectroscopy เพื่อศึกษาวัสดุคาร์บอน
ในปัจจุบันการวิจัยของพวกเขาดูเหมือนจะดึงดูดความสนใจขององค์การอวกาศยุโรป Howell Edwards ซึ่งเป็นผู้ทำการวิจัยโดยใช้ Raman spectroscopy (และงานที่ได้รับการสนับสนุนจาก ARC Grant) เป็นส่วนหนึ่งของทีม Mars Explorer ของ ESA ซึ่งเขารับผิดชอบในการใช้เครื่องมือ ExoMars 2020 ผู้ท่องเที่ยว แต่ดังที่มาร์แชลระบุทีมงานก็หวังว่าองค์การนาซ่าจะพิจารณาการศึกษาของพวกเขาด้วย:
“ หวังว่าคนในองค์การนาซ่าอ่านกระดาษ น่าสนใจมากนักวิทยาศาสตร์ที่เป็นผู้นำการสำรวจรังสีเอกซ์สำหรับการสำรวจอวกาศพวกเขาเรียกมันว่า PIXL เป็นนักศึกษาปริญญาโทคนแรกของเขาจากมหาวิทยาลัย Macquarie ก่อนที่จะถึงเวลา KU ของเขา ฉันคิดว่าฉันจะส่งอีเมลถึงเธอและพูดว่า "นี่อาจเป็นที่สนใจ"
ทศวรรษหน้าคาดว่าจะเป็นช่วงเวลาที่เป็นมงคลสำหรับภารกิจสำรวจสู่ดาวอังคาร นักสำรวจหลายคนจะสำรวจพื้นผิวโดยหวังว่าจะพบหลักฐานที่เข้าใจยากของชีวิต ภารกิจเหล่านี้จะช่วยปูทางไปสู่การปฏิบัติภารกิจของลูกเรือของนาซ่าไปยังดาวอังคารในช่วงปี 2030 ซึ่งจะเห็นนักบินอวกาศลงจอดบนพื้นผิวของดาวเคราะห์แดงเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์
หากในความเป็นจริงภารกิจเหล่านี้ค้นหาหลักฐานของชีวิตมันจะมีผลอย่างลึกซึ้งต่อภารกิจในอนาคตทั้งหมดไปยังดาวอังคาร นอกจากนี้ยังจะมีผลกระทบมากมายต่อการรับรู้ของมนุษยชาติในระยะเวลาหลายพันล้านปีก่อนชีวิตไม่ได้ปรากฏบนโลกเพียงลำพัง!
