12月 4, 2022

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新しい研究は、火星の初期の生命が火星の初期の生命を一掃したことを示唆しています:ScienceAlert

新しい研究は、火星の初期の生命が火星の初期の生命を一掃したことを示唆しています:ScienceAlert

人生は早くに自殺したかもしれない 火星. これは思ったほど馬鹿げたことではありません。 これは、地球上で起こったことのようなものです。

しかし、地球上の生命は進化し、存続しましたが、火星にはありませんでした。

証拠は、火星が暖かく湿気があり、大気を持っていたことを示唆しています。 古い ノキア時代、37億から41億年前の間、火星にも地表水がありました。 本当なら、火星は居住可能だった可能性があります (ただし、これは必ずしも人が住んでいたことを意味するわけではありません)。

新しい研究によると、初期の火星は、地球上の過酷な環境で繁栄する一種の生物を受け入れていた可能性があります。 メタン生成菌 彼らは海底の熱水噴出孔のような場所に住んでおり、そこで環境から化学エネルギーを変換し、廃棄物としてメタンを放出します。 この研究は、メタン生成菌が火星の地下で繁栄した可能性があることを示しています。

研究 “H2ベースのメタン生成菌による火星の初期の居住可能性と地球規模の冷却。で掲示されます 自然天文学上級著者は Regis Ferrier と Boris Souteri です。 Ferrier はアリゾナ大学の生態学および進化生物学科の教授であり、Sottery は Ferrier のグループの元ポスドク研究員であり、現在はソルボンヌにいます。

「私たちの研究は、初期の地下火星がメタン生成微生物にとって居住可能であった可能性が非常に高いことを示しています。」 彼はプレスリリースで言った. しかし、著者たちは、この惑星に生命が確実に存在するとは言っていないことを明確にしています。

この論文によると、微生物は、紫外線や宇宙線から微生物を保護する光沢のある多孔質の岩石の中で繁栄していたとのことです。 地下環境はまた、拡散した大気と適度な温度を提供し、メタン生成菌が持続することを可能にした.

研究者は、H を取る水素メタン生成菌に注目しました。2 共有する2 廃棄物としてのメタンの生成。 このタイプのメタン生成は、地球上で開発された最初の代謝産物の 1 つです。 しかし、「…初期の火星での成長の可能性は定量化されていません」と研究論文は述べています。 言う.

今まで。

この研究に関して、太古の惑星火星と地球との間には決定的な違いがあります。 地球上では、ほとんどの水素は水分子に結合しており、それ自体はほとんどありません。 しかし、火星では、それらは惑星の大気中に豊富に存在します。

この水素は、繁栄に必要な初期のメタン生成菌のエネルギー源になる可能性があります。 この同じ水素が、火星の大気に熱を閉じ込め、惑星を居住可能にするのに役立ちました。

「当時、火星はおそらく地球よりも少し寒かったと思いますが、現在ほど寒くはなく、平均気温はおそらく水の氷点より上にあったでしょう」と Ferrier 氏は言います。 彼は言った.

「現在の火星は塵に覆われた角氷として描写されていますが、初期の火星は、おそらく湖、川、さらには海や海であった可能性のある液体の水に浸された、多孔質の地殻を持つ岩石の惑星であると想像されています。」

地球上では、水は塩水か真水のどちらかです。 しかし、火星では、この区別は必要なかったかもしれません。 代わりに、火星の表面の岩石の分光測定によると、すべての水は塩辛いものでした。

研究チームは、火星の気候、地殻、大気のモデルを使用して、古代火星のメタン生成菌を評価しました。 彼らはまた、水素と炭素を代謝する地球のような微生物のモデル生態学的コミュニティを使用しました。

これらの生態系モデルを使用することにより、研究者はメタン生成菌のグループが生き残ることができるかどうかを予測することができました. しかし、彼らはそれ以上のことをしました。 彼らは、これらの個体群が環境に与える影響を予測することができました。

「私たちのモデルが作成されたら、火星の地殻で実行しました — 比喩的に言えば、」 彼は言った 論文の筆頭著者であるボリス・ソウテリ。

「これにより、火星の地下生物圏の妥当性を評価することができました。もしそのような生物圏が存在するとしたら、それは火星の地殻の化学をどのように変化させ、地殻内のこれらのプロセスが大気の化学組成にどのように影響するか.」

「私たちの目標は、岩石と塩水の混合物で火星の地殻をモデル化し、大気からのガスを地球に拡散させ、メタン生成菌がそれで生きていけるかどうかを確認することでした。」 彼は言った フェリエ。 「そして、答えは、一般的にイエスです。これらの微生物は、地球の地殻で生計を立てていた可能性があります。」

問題は、それを見つけるためにどこまで行くべきかということでした。 研究者によると、それはバランスの問題です。

大気には生物がエネルギーとして利用できる水素と炭素が豊富に含まれていましたが、火星の表面はまだ寒かったのです。 現在ほど凍っていませんが、現在の地球よりもずっと涼しいです。

微生物は地下の温度が高いほど恩恵を受けていたでしょうが、地下に行けば行くほど利用できる水素と炭素が少なくなります。

「問題は、火星の初期の頃でさえ、その表面は非常に寒かったため、微生物は居住に適した温度を見つけるために地殻の奥深くまで行かなければならなかったことです」とSouteri氏は言います. 彼は言った.

「問題は、温度と、成長に必要な大気中の分子の利用可能性との間で、生物学がどの程度の深さで適切な妥協点に到達する必要があるかということです。私たちのモデルの微生物群集は、数百メートルの高さで最も幸せであることがわかりました。 .”

彼らは長い間上部地殻にとどまるでしょう。 しかし、微生物群集が存続し、水素と炭素を取り込み、メタンを放出すると、環境が変化します。

チームは、上記および地下のすべてのプロセスと、それらが互いにどのように影響するかをモデル化しました。 彼らは、結果として生じる気候反応と、それが火星の大気をどのように変化させるかを予測しました。

チームによると、メタン生成菌は大気の化学組成を変化させたため、地球規模の気候を徐々に冷やし始めていたという。 地殻内の塩水は、惑星が寒冷化するにつれて、ますます深部まで凍結した可能性があります。

この寒冷化により、火星の表面は最終的に居住不可能になったでしょう。 惑星が寒くなるにつれて、生き物は寒さから離れてさらに地下に押し込まれました.

しかし、レゴリスの空隙は氷で詰まり、大気がその深部に到達するのを妨げ、メタン生成菌のエネルギーを枯渇させます。

「私たちの結果によると、火星の大気は、数万年または数十万年以内に、生物活動のために非常に急速に完全に変化しました」とSouteri. 彼は言った. 「大気から水素を除去することで、微生物は地球の気候を劇的に冷やしました。」

各行は、さまざまな種類のブラインの凝固点を表しています。 オレンジ色のスケールは高さを表しています。 白で網掛けされた重なり合う領域は、表面の氷の可能性に対応します。 (ボリス・ソウテリとレジス・フェリエ)

結果? 絶滅。

「これらの微生物がその時抱えていた問題は、火星の大気が基本的に消失し、完全に弱くなったことでした。そのため、エネルギー源が消滅し、代わりのエネルギー源を見つけなければなりませんでした」と Souteri 氏は述べています。 彼は言った.

「さらに、温度が劇的に低下し、地球の地殻の奥深くまで行かなければならなかったでしょう。現時点では、火星がどれくらいの期間居住可能であったかを言うのは非常に困難です。」

研究者はまた、将来のミッションで地球上に古代の生命の証拠を見つける可能性が最も高い火星の場所を特定しました。

「表面に近いコレクションが最も生産的であり、したがって、バイオマーカーが検出可能な量で保存される可能性が最大になります」と著者らは述べています. 彼らの紙に書く. 「火星の地殻の最初の数メートルは、火星探査機が現在着手している技術により、探査のために到達するのが最も簡単です。」

研究者によると、ヘッラス平原は氷のないままだったので、地下でこの初期の生命の証拠を探すのに最適な場所です。 残念ながら、この地域は強い砂塵嵐の本拠地であり、ローバー探査には適していません。 著者によると、人間の探検家が火星を訪れる場合、ヘラス平原は理想的な探査場所です。

古代の惑星火星での生命は、もはや革命的な考えではなく、長い間そうではありませんでした. したがって、おそらくこの研究の最も興味深い部分は、初期の生命がその環境をどのように変化させたかということです。 それは地球上で起こり、さらに複雑な生命の進化につながった 酸素大事件 (GOE.)

初期の地球にも単純な生命体が生息していました。 しかし、土地は違いました。 生物は、エネルギーを利用するための新しい経路を開発しました。 初期の地球の大気には酸素がなく、地球の最初の住民は酸素がない状態で繁栄しました。 そしたら付いてきた シアノバクテリア光合成をエネルギーとして利用し、副産物として酸素を生成します。

シアノ バクテリアは酸素が好きでしたが、地球の最初のテナントはそうではありませんでした。 シアノバクテリアはマットの中で成長し、酸素を含んだ水の領域を自分の周りに作り、そこで繁栄しました。

最終的に、シアノバクテリアは海と大気に酸素を供給し、地球は他の生命にとって有毒になりました. 地球上のメタン生成菌やその他の原生生物は、酸素を扱うことができませんでした。

科学者たちは原始生物の死をすべて絶滅とは呼んでいませんが、その言葉は近づいています。 一部の古代の微生物またはその子孫は、酸素の少ない環境に追いやられて現代の地球に住んでいます。

しかし、それは土地でした。 火星では、光合成の進化的飛躍など、エネルギーを得る新しい方法につながったものはありません。 最終的に、火星は冷えて凍りつき、大気を失いました。 火星はもう死んでいますか?

火星の生命は、地殻の孤立した場所に避難所を見つけた可能性があります。

a 研究 2021 モデリングは、火星の地殻に水素の供給源が存在する可能性があることを示すために使用されました。 この研究は、地殻内の放射性元素が放射線分解によって水分子を分解し、水素をメタントリガーに利用できるようにすることを示しました。 放射性崩壊により、水で満たされた地球の地殻の裂け目や細孔にバクテリアの孤立したコミュニティが何百万年、おそらく何十億年も存続することができました.

そしてその 深層炭素観測所 地球の地殻に埋もれている生命には、全人類の最大 400 倍の質量の炭素が含まれていることがわかりました。 調整局はまた、地表下深くにある生物圏が世界の海のおよそ 2 倍の大きさであることも発見しました。

火星の地殻に生命が存在し、放射性崩壊による水素を供給している可能性はありますか? まぎらわしさがある メタン検出 なんとも言えない雰囲気。

多くの科学者は、火星の地下が太陽系の中で生命を宿す可能性が最も高い場所であると信じています。 (ヨルバ様、ごめんなさい。) 多分そうかもしれませんし、いつか見つかるかもしれません。

この記事の最初の発行者は 今日の宇宙. 読む 原著.

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