Neobičan trag u stijenama Marsa vraća pitanje drevnog života

Na mjestu gdje je nekoć tekla drevna rijeka, rover Perseverance naišao je na kemijski trag koji na Marsu ne bi trebao biti tako izražen. U stijenama kanala Neretva Vallis, koji se ulijevao u krater Jezero, NASA-in rover još je 2024. izmjerio neuobičajeno visoke koncentracije nikla, a nova analiza pokazuje zašto to otkriće privlači toliku pozornost. Riječ je o elementu koji je na Zemlji usko povezan s nekim od najstarijih oblika mikrobnog metabolizma, pa se sada otvara i pitanje je li sličan kemijski potpis na Marsu mogao nastati uz sudjelovanje davnih bioloških procesa.

Studija objavljena u časopisu Nature Communications temelji se na podacima koje je Perseverance prikupio u tom području i zaključuje da je upravo Neretva Vallis zasad dao najviše koncentracije nikla ikad izmjerene u marsovskoj stijeni. U pojedinim uzorcima zabilježeno je i do 1,1 posto nikla po masi, što je iznimno visok udio za površinske sedimentne stijene na Marsu.

To je važno i zbog same prirode nikla. Iako se obično ne smatra jednim od glavnih elemenata života kakav poznajemo, on ima ključnu ulogu u nizu mikrobnih metaboličkih procesa. Posebno je važan za takozvani “Wood-Ljungdahlov” put, drevni i energetski vrlo učinkovit anaerobni mehanizam kojim neke bakterije i arheje vežu ugljikov dioksid. Nikal je potreban i za obrnuti tijek tog procesa, koji je zabilježen kod nekih bakterija koje reduciraju sulfate i pritom razgrađuju organsku tvar.

Autori rada podsjećaju da je nikal na Zemlji bio presudan i za metabolizam metanogenih arheja. Upravo zato dio znanstvenika već dugo pretpostavlja da je pad količine nikla u drevnim oceanima tijekom arhaika pridonio urušavanju atmosferskog metana prije Velikog oksidacijskog događaja. Drugim riječima, nije riječ o sporednom kemijskom detalju, nego o elementu koji se u najranijoj povijesti života pokazao iznimno važnim.

Trag iz vremena ranog Marsa

U planetima se najveći dio nikla očekuje duboko u jezgri, pa su povišene koncentracije na površini ili neposredno ispod nje same po sebi neobične. Kad se takav signal pojavi, geolozi pokušavaju utvrditi je li metal ondje stigao vulkanskim putem, udarom meteorita ili nekim drugim procesom. U Neretva Vallisu odgovor još nije poznat, ali raspored nikla kroz stijene pokazuje da nije riječ o slučajnoj pojavi.

Perseverance je svojim instrumentom LIBS, odnosno laserskom spektroskopijom razgradnje materijala, analizirao 126 različitih ciljeva. U njih 32 izmjereno je najmanje 0,12 posto nikla po masi. Tim je pritom uočio da se mnogi takvi uzorci nalaze uz stijene bogate željezom, što upućuje na to da je nikal vezan uz fazu koja sadrži željezo. Dodatna skeniranja pokazala su i zone bogate niklom u žilama magnezijeva sulfata.

Istraživači naglašavaju da postoji vrlo malo procesa koji mogu obogatiti stijene niklom do razina kakve se vide u Neretva Vallisu, a svako objašnjenje mora odgovarati i ukupnoj geokemiji i geološkom kontekstu ondje prisutnih sedimentnih stijena. Posebno je važna činjenica da je nikal koncentriran u raspršenim željeznim sulfidima i dijagenetskim sulfatima unutar muljevitih stijena siromašnih magnezijem.

Upravo tu usporedba s ranom Zemljom postaje zanimljiva. Autori navode da geokemija i teksture tih stijena podsjećaju na vrlo stare zemaljske stijene nastale u vrijeme kad se na našem planetu tek razvijao život. Na Zemlji se slični sedimentni sulfidi željeza povezuju s mikrobnom redukcijom sulfata u prisutnosti minerala koji sadrže željezo. Zbog toga su i raniji nalazi organske tvari i sulfida željeza u istom području već bili označeni kao mogući biopotpisi.

Opaske, međutim, ostaju oprezne. Znanstvenici izričito navode da ovakva raspodjela nikla sama po sebi ne dokazuje biološko podrijetlo. Ipak, snažno obogaćenje tog elementa sugerira da je nikal bio biološki dostupan, a to je važna razlika. U području Beaver Falls, gdje se povišeni nikal pojavljuje zajedno s organskom tvari, autori vide posebno zanimljiv nagovještaj nekadašnjih redoks procesa koje je mogla pokretati organska kemija.

Ali…

Moguće je i drukčije objašnjenje

Postoji, naravno, i niz nebioloških mogućnosti. Jedna od njih jest da je nikal na to područje donio meteorit, nakon čega ga je voda otopila i ponovno rasporedila kroz stijene dok je još tekla tim dijelom Marsa. Druga je mogućnost da se nikal nakupio tijekom snažnog kemijskog trošenja ultramafitnih stijena, bogatih mineralima željeza, magnezija i nikla.

Autori su razmotrili i termokemijsku redukciju sulfata pri visokim temperaturama, no za takav scenarij zasad ne vide uvjerljive dokaze. U stijeni nema tragova metamorfizma ni ukopa na dubine koje bi bile potrebne za takav proces, dok hidratizirani sulfati i gline prije upućuju na niskotemperaturno okruženje.

Glavni je problem u tome što instrumenti na Perseveranceu ne mogu obaviti detaljne izotopne i analize tragova metala koje bi bile potrebne da se podrijetlo nikla čvršće poveže s određenim procesom, bilo biološkim bilo nebiološkim. Zbog toga odgovor neće doći izravno s Marsa, nego tek nakon laboratorijskih ispitivanja uzoraka koje je rover prikupio i koji bi u budućnosti trebali stići na Zemlju.

Ako se tada pokaže da je obogaćenje niklom doista povezano s drevnim organskim procesima, Neretva Vallis mogao bi postati jedno od najvažnijih mjesta u potrazi za nekadašnjim životom na Marsu. A i ako se ispostavi da objašnjenje nije biološko, ovakva kemija svejedno otkriva da je Mars u svojoj dalekoj prošlosti, prije otprilike 4,1 do 3,7 milijardi godina, bio geološki i kemijski složeniji nego što se dugo mislilo.