Den 7. august 1996 stormede journalister, fotografer og fjernsynskameraoperatører ind i NASAs hovedkvarter i Washington, DC. Publikum fokuserede ikke på række siddende videnskabsmænd i NASAs auditorium, men på en lille, klar plastkasse på bordet foran dem. Inde i kassen var en fløjlspude, og der var en klippe fra en liggende en kronejuvel - fra Mars. Forskerne meddelte, at de havde fundet tegn på liv inde i meteoritten. NASA-administrator Daniel Goldin sagde med glæde, at det var en ”utroligt” dag. Han var mere nøjagtig end han vidste.
Klippen, forklarede forskerne, var dannet for 4, 5 milliarder år siden på Mars, hvor den forblev indtil for 16 millioner år siden, da den blev lanceret i rummet, sandsynligvis ved påvirkningen af en asteroide. Klippen vandrede det indre solsystem indtil for 13.000 år siden, da det faldt til Antarktis. Den sad på isen i nærheden af AllanHills indtil 1984, hvor snescooter-geologer scoopede den op.
Forskere ledet af David McKay fra JohnsonSpaceCenter i Houston fandt ud af, at klippen, kaldet ALH84001, havde en ejendommelig kemisk makeup. Det indeholdt en kombination af mineraler og kulstofforbindelser, der på Jorden er skabt af mikrober. Det havde også krystaller af magnetisk jernoxid, kaldet magnetit, som nogle bakterier producerer. Desuden præsenterede McKay for publikum et elektronmikroskopbillede af klippen, der viser kæder af kugler, der bar en markant lighed med kæder, som nogle bakterier danner på Jorden. ”Vi mener, at dette faktisk er mikrofossiler fra Mars, ” sagde McKay og tilføjede, at bevisene ikke var ”et absolut bevis” på tidligere Marsliv, men snarere “peger i den retning.”
Blandt de sidste, der talte den dag, var J. William Schopf, et universitet i Californien i Los Angeles paleobiolog, der har specialiseret sig i fossile jordarter i den tidlige jord. ”Jeg viser dig det ældste bevis på livet på denne planet, ” sagde Schopf til publikum og viste et lysbillede af en 3, 465 milliarder år gammel fossiliseret kæde af mikroskopiske kugler, som han havde fundet i Australien. ”Dette er påviseligt fossiler, ” sagde Schopf og antydede, at NASAs Martian-billeder ikke var det. Han lukkede ved at citere astronomen Carl Sagan: "Ekstraordinære påstande kræver ekstraordinære beviser."
På trods af Schopfs bemærkning om skepsis blev NASA-meddelelsen trompet over hele verden. ”Mars levede, rock viser, at Meteorite beviser liv i en anden verden, ” sagde New York Times. "Fossil fra den røde planet kan bevise, at vi ikke er alene, " erklærede The Independent of London .
I løbet af de sidste ni år har forskere taget Sagans ord meget til hjertet. De har undersøgt den Martiske meteorit (som nu kan ses på Smithsonians National Museum of Natural History), og i dag er der få, der mener, at den indeholdt Martian-mikrober.
Kontroversen har fået forskere til at spørge, hvordan de kan vide, om noget klods, krystal eller kemisk mærkelighed er et tegn på liv - selv på Jorden. Adebate har blosset op over nogle af de ældste beviser for liv på Jorden, inklusive de fossiler, som Schopf stolt viste i 1996. Store spørgsmål står på spil i denne debat, herunder hvordan livet først udviklede sig på Jorden. Nogle forskere foreslår, at det i de første hundrede millioner år, som livet eksisterede, bar lidt lighed med livet, som vi kender det i dag.
NASA-forskere drager lektioner fra debatten om livet på Jorden til Mars. Hvis alt går som planlagt, vil en ny generation af rovere ankomme til Mars inden for det næste årti. Disse missioner vil omfatte banebrydende bioteknologi designet til at detektere individuelle molekyler fremstillet af Marsorganismer, enten levende eller længe døde.
Søgningen efter liv på Mars er blevet mere presserende tak delvis til sonder fra de to rovere, der nu strejfer rundt om Mars 'overflade og et andet rumskib, der kredser om planeten. I de seneste måneder har de gjort en række forbløffende opdagelser, der endnu en gang frister forskere til at tro, at Mars har liv - eller gjorde det tidligere. På en februar-konference i Holland blev et publikum af Marseksperter undersøgt om Marsliv. Cirka 75 procent af forskerne sagde, at de troede, at livet engang eksisterede der, og af dem mener 25 procent, at Mars har liv i dag.
Søgningen efter de fossile rester af primitive encellede organismer som bakterier startede i 1953, da Stanley Tyler, en økonomisk geolog ved University of Wisconsin, forundrede sig over 2, 1 milliarder år gamle klipper, han havde samlet i Ontario, Canada . Hans glasagtige, svarte sten, kendt som cherts, var fyldt med mærkelige mikroskopiske filamenter og hule kugler. I samarbejde med Harvard-paleobotonisten Elso Barghoorn foreslog Tyler, at figurerne faktisk var fossiler, efterladt af gamle livsformer som alger. Før Tyler og Barghoorn's arbejde var der fundet få fossiler, der foregik den kambriske periode, der begyndte for omkring 540 millioner år siden. Nu hævdede de to videnskabsmænd, at livet var til stede meget tidligere i den 4, 55 milliarder år lange historie på vores planet. Hvor meget længere tilbage det gik tilbage for senere forskere at opdage.
I de næste årtier fandt paleontologer i Afrika 3 milliarder år gamle fossile spor af mikroskopiske bakterier, der havde levet i massive havrev. Bakterier kan også danne det, der kaldes biofilmer, kolonier, der vokser i tynde lag over overflader som klipper og havbunden, og forskere har fundet solide bevis for biofilm, der stammer fra 3, 2 milliarder år tilbage.
Men på tidspunktet for NASA's pressekonference hørte det ældste fossile krav til UCLAs William Schopf, manden, der talte skeptisk om NASAs fund på samme konference. I løbet af 1960'erne, 70'erne og 80'erne var Schopf blevet en førende ekspert på tidlige livsformer og opdagede fossiler rundt om i verden, inklusive 3 milliarder år gamle fossiliserede bakterier i Sydafrika. Derefter, i 1987, rapporterede han og nogle kolleger, at de havde fundet de 3, 465 milliarder år store mikroskopiske fossiler på et sted kaldet Warrawoona i det vestlige australske udland - dem, han ville vise på NASAs pressekonference. Schopf siger, at bakterierne i fossilerne var så sofistikerede, at de indikerer, at "livet blomstrede på det tidspunkt, og derfor stod livet markant tidligere end for 3, 5 milliarder år siden."
Siden da har forskere udviklet andre metoder til at opdage tegn på tidligt liv på Jorden. Den ene involverer måling af forskellige isotoper eller atomformer af kulstof; forholdet mellem isotoperne indikerer, at kulstoffet engang var en del af en levende ting. I 1996 rapporterede et team af forskere, at de havde fundet livets signatur i klipper fra Grønland, der stammer fra 3, 83 milliarder år tilbage.
Livstegnene i Australien og Grønland var bemærkelsesværdige gamle, især i betragtning af at livet sandsynligvis ikke kunne have vedvaret på Jorden i planetens første par hundreder af millioner af år. Det skyldes, at asteroider bombarderede det, kogte verdenshavene og sandsynligvis steriliserede planetens overflade før omkring 3, 8 milliarder år siden. De fossile beviser antydede, at livet opstod kort efter, at vores verden var afkølet. Som Schopf skrev i sin bog Cradle of Life, fortæller hans opdagelse fra 1987, at den tidlige evolution gik meget langt meget hurtigt.
En hurtig start på livet på Jorden kunne betyde, at livet også hurtigt kunne dukke op på andre verdener - enten jordlignende planeter, der kredser om andre stjerner, eller måske endda andre planeter eller måner i vores eget solsystem. Af disse har Mars længe set det mest lovende ud.
Marsoverfladen i dag ser ikke ud som den slags gæst, der er gæstfri for livet. Det er tørt og koldt, stupt ned til -220 grader Fahrenheit. Dens tynde atmosfære kan ikke blokere ultraviolet stråling fra rummet, hvilket vil ødelægge enhver kendt levende ting på planetens overflade. Men Mars, der er så gammel som Jorden, kunne have været mere gæstfri i fortiden. Vinkerne og de tørre søbed, der markerer planeten, indikerer, at der engang flyder vand der. Der er også grund til at tro, siger astronomer, at Mars 'tidlige atmosfære var rig nok på varmefangende kuldioxid til at skabe en drivhuseffekt, der varmer overfladen. Med andre ord var det tidlige Mars meget som den tidlige jord. Hvis Mars havde været varm og våd i millioner eller endda milliarder af år, kunne livet have haft nok tid til at dukke op. Når forholdene på Mars's overflade blev ubehagelige, kan livet måske have udryddet der. Men fossiler er muligvis blevet efterladt. Det er endda muligt, at livet kunne have overlevet på Mars under overfladen, efter nogle mikrober på Jorden, der trives miles under jorden.
Da Nasas Mckay præsenterede sine billeder af Marsfossiler til pressen den dag i 1996, var en af de millioner af mennesker, der så dem på tv, en ung britisk miljømikrobiolog ved navn Andrew Steele. Han havde netop fået en ph.d. på University of Portsmouth, hvor han studerede bakterielle biofilmer, der kan absorbere radioaktivitet fra forurenet stål i nukleare anlæg. Steele fik ekspert i mikroskopiske billeder af mikrober og fik McKays telefonnummer fra biblioteksassistance og ringede til ham. ”Jeg kan få dig et bedre billede end det, ” sagde han og overbeviste McKay om at sende ham stykker af meteoritten. Steele's analyser var så gode, at han snart arbejdede for NASA.
Ironisk nok undgik imidlertid hans arbejde NASAs beviser: Steele opdagede, at jordiske bakterier havde forurenet Mars-meteoritten. Biofilmer var dannet og spredt gennem revner ind i dets indre. Steele's resultater modbeviser ikke de Martiske fossiler direkte - det er muligt, at meteoritten indeholder både Marsfossiler og antarktiske forurenende stoffer - men han siger, "Problemet er, hvordan fortæller du forskellen?" Samtidig påpegede andre forskere ud af, at ikke-levende processer på Mars også kunne have skabt de kugler og magnetitklumper, som NASA-forskere havde holdt op som fossile bevis.
Men McKay står ved hypotesen om, at hans mikrofossiler stammer fra Mars og siger, at den er "konsistent som en pakke med en mulig biologisk oprindelse." Enhver alternativ forklaring skal redegøre for alle beviserne, siger han, ikke kun et stykke ad gangen.
Kontroversen har rejst et dybtgående spørgsmål i sindet fra mange forskere: Hvad skal der til for at bevise tilstedeværelsen af liv for milliarder af år siden? i 2000 lånte oxford-paleontologMartin Brasier de originale Warrawoona-fossiler fra NaturalHistoryMuseum i London, og han og Steele og deres kolleger har studeret stenens kemi og struktur. I 2002 konkluderede de, at det var umuligt at sige, om fossilerne var reelle, og i det væsentlige udsatte Schopfs arbejde for den samme skepsis, som Schopf havde udtrykt om fossilerne fra Mars. ”Ironien blev ikke tabt på mig, ” siger Steele.
Schopf havde især foreslået, at hans fossiler var fotosyntetiske bakterier, der fangede sollys i en lav lagune. Men Brasier og Steele og kolleger konkluderede, at klipperne havde dannet sig i varmt vand fyldt med metaller, måske omkring en overophedet udluftning i bunden af havet - næppe det sted, hvor en solelskende mikrobe kunne trives. Og mikroskopisk analyse af klippen, siger Steele, var tvetydig, da han demonstrerede en dag i sit laboratorium ved at sprænge et lysbillede fra Warrawoona-chertet under et mikroskop, der var rigget til sin computer. ”Hvad ser vi på der?” Spørger han og plukker tilfældigt på sin skærm. ”Noget gammelt snavs, der er blevet fanget i en klippe? Ser vi på livet? Måske måske. Du kan se, hvor let du kan narre dig selv. Der er intet at sige, at bakterier ikke kan leve i dette, men der er intet at sige, at du ser på bakterier. ”
Schopf har reageret på Steele's kritik med sin egen forskning. Ved at analysere hans prøver yderligere fandt han, at de var lavet af en form for kulstof kendt som kerogen, hvilket ville forventes i resterne af bakterier. Af hans kritikere siger Schopf, "de vil gerne holde debatten i live, men bevisene er overvældende."
Uenigheden er typisk for det hurtigt bevægende felt. Geolog Christopher Fedo fra George Washington University og geokronolog Martin Whitehouse fra det svenske naturhistoriske museum har udfordret det 3, 83 milliarder år gamle molekylære spor af let kulstof fra Grønland, idet han siger, at klippen var dannet af vulkansk lava, som er meget for varmt til mikrober til modstå. Andre nylige krav er også under overfald. For et år siden kom et team af forskere overskrifter med deres rapport om små tunneler i 3, 5 milliarder år gamle afrikanske klipper. Forskerne hævdede, at tunnelerne blev lavet af gamle bakterier omkring det tidspunkt, hvor klippen dannede sig. Men Steele påpeger, at bakterier måske har gravet disse tunneler milliarder af år senere. "Hvis du daterede London Underground på den måde, " siger Steele, "ville du sige, at den var 50 millioner år gammel, fordi det er, hvor gamle klipperne er omkring den."
Sådanne debatter kan virke usømmelige, men de fleste forskere er glade for at se dem udfolde sig. ”Hvad det vil gøre, er at få mange mennesker til at rulle ærmerne op og se efter flere ting, ” siger MIT-geolog John Grotzinger. For at være sikker handler debatterne om finesser i fossilprotokollen, ikke om eksistensen af mikrober for længe, længe siden. Selv en skeptiker som Steele forbliver temmelig sikker på, at mikrobielle biofilmer levede for 3, 2 milliarder år siden. ”Du kan ikke gå glip af dem, ” siger Steele om deres karakteristiske weblignende filamenter, der er synlige under et mikroskop. Og ikke engang kritikere har udfordret det seneste fra Minik Rosing fra Københavns Universitets Geologiske Museum, der har fundet carbonisotopens livssignatur i en prøve på 3, 7 milliarder år gammel sten fra Grønland - det ældste ubestridte bevis på liv på Jorden .
På spil i disse debatter er ikke kun tidspunktet for livets tidlige udvikling, men den vej, det tog. I sidste september rapporterede for eksempel Michael Tice og Donald Lowe fra Stanford University om 3.416 milliarder år gamle måtter med mikrober, der er konserveret i klipper fra Sydafrika. Mikroberne, siger de, udførte fotosyntesen, men producerede ikke ilt i processen. Et lille antal bakterielle arter i dag gør det samme - anoxygenisk fotosyntesen, det kaldes - og Tice og Lowe antyder, at sådanne mikrober snarere end de konventionelle fotosyntetiske, der blev undersøgt af Schopf og andre, blomstrede under den tidlige livsudvikling. At finde ud af livets tidlige kapitler fortæller forskere ikke kun meget om vores planets historie. Det vil også lede deres søgning efter tegn på liv andre steder i universet - startende med Mars.
I januar 2004 begyndte NASA rovers Spirit og muligheden begyndte at rulle over det Martiske landskab. I løbet af få uger havde muligheden fundet det bedste bevis endnu, at vand en gang flydede på planetens overflade. Bergkemien, der blev samplet fra en slette kaldet Meridiani Planum, indikerede, at den havde dannet milliarder af år siden i et lavt, lang forsvundet hav. Et af de vigtigste resultater af rovermissionen, siger Grotzinger, et medlem af rover science-teamet, var robotens bemærkning om, at klipper på Meridiani Planum ikke ser ud til at være knust eller kogt i den grad, at Jorden klipper af det samme alder har været - deres krystalstruktur og lagdeling forbliver intakt. En paleontolog kunne ikke bede om et bedre sted at bevare et fossil i milliarder af år.
Det forløbne år har bragt en vifte af fristende rapporter. En kredsløbssonde og jordbaserede teleskoper detekterede metan i Mars 'atmosfære. På jorden producerer mikrober rigelige mængder metan, skønt den også kan produceres ved vulkanaktivitet eller kemiske reaktioner i klodens skorpe. I februar kørte rapporter gennem medierne om en NASA-undersøgelse, der angiveligt konkluderede, at den Martiske metan muligvis var produceret af underjordiske mikrober. NASAs hovedkvarter kom hurtigt ind - måske bekymret for en gentagelse af medie-vanviddet omkring den Martiske meteorit - og erklærede, at det ikke havde nogen direkte data, der understøtter krav på liv på Mars.
Men bare få dage senere meddelte europæiske forskere, at de havde opdaget formaldehyd i den Martiske atmosfære, en anden forbindelse, der på Jorden er produceret af levende ting. Kort derefter frigav forskere ved Det Europæiske Rumorganisation billeder af Elysium Plains, en region langs Mars 'ækvator. De argumenterede for landskabets struktur, at området var et frossent hav for blot et par millioner år siden - ikke længe i geologisk tid. Afrozen hav kan stadig være der i dag, begravet under et lag vulkansk støv. Selvom der endnu ikke er fundet vand på Mars 'overflade, siger nogle forskere, der studerer Marsdåse, at funktionerne kan være produceret af underjordiske akviferer, hvilket antyder, at vand og de livsformer, der kræver vand, kan være skjult under overfladen.
Andrew Steele er en af forskerne, der designer den næste generation af udstyr til at undersøge livet på Mars. Et værktøj, han planlægger at eksportere til Mars, kaldes en mikroarray, et glasglas, på hvilket forskellige antistoffer er knyttet. Hvert antistof genkender og låser sig fast på et specifikt molekyle, og hver prik af et bestemt antistof er blevet rigget til at glødes, når det finder sin molekylære partner. Steele har foreløbige beviser for, at mikroarrayet kan genkende fossile hopaner, molekyler, der findes i bakterievæggens cellevægge, i resterne af en 25 millioner år gammel biofilm.
I september sidste år rejste Steele og hans kolleger til den barske arktiske ø Svalbard, hvor de testede værktøjet i områdets ekstreme miljø som et forgrund til at indsætte det på Mars. Da bevæbnede norske vagter holdt øje med isbjørne, tilbragte forskerne timer på at sidde på kølige klipper og analysere fragmenter af sten. Turen var en succes: mikroarray-antistofferne opdagede proteiner fremstillet af hårde bakterier i klippeprøverne, og forskerne undgik at blive mad til bjørnene.
Steele arbejder også på en enhed kaldet MASSE (Modular Assays for Solar System Exploration), som er forsigtigt planlagt til at flyve på en europæisk rumfartsagenturekspedition til Mars i 2011. Han ser for sig, at roveren knuser klipper i pulver, som kan placeres i MASSE, som vil analysere molekylerne med en mikroarray og søge efter biologiske molekyler.
Først i 2009 lancerer NASA Mars Science Laboratory Rover. Det er designet til at inspicere overfladen af klipper for ejendommelige strukturer efterladt af biofilm. Mars-laboratoriet kan også se efter aminosyrer, byggestenene til proteiner eller andre organiske forbindelser. At finde sådanne forbindelser ville ikke bevise eksistensen af liv på Mars, men det ville styrke sagen for det og anspore NASA-forskere til at se nærmere på.
Vanskelig som Mars-analyserne vil være, bliver de gjort endnu mere kompliceret af truslen om forurening. Mars har været besøgt af ni rumfartøjer, fra Mars 2, en sovjetisk sonde, der styrtede ned i planeten i 1971, til NASAs mulighed og ånd. Enhver af dem har måske ført løftende jordmikrober. ”Det kan være, at de styrtede ned og kunne lide det der, og så kunne vinden blæse dem overalt, ” siger Jan Toporski, en geolog ved University of Kiel, i Tyskland. Og det samme interplanetære spil med kofangerbiler, der skadede et stykke Mars til Jorden, har måske bruset jordstykker på Mars. Hvis en af disse jordklipper var forurenet med mikrober, kunne organismerne muligvis have overlevet på Mars - i det mindste en tid - og efterladt spor i geologien der. Stadig er forskere overbeviste om, at de kan udvikle værktøjer til at skelne mellem importerede jordmikrober og martinske.
At finde tegn på liv på Mars er på ingen måde det eneste mål. ”Hvis du finder et beboeligt miljø og ikke finder det beboet, fortæller det noget, ” siger Steele. ”Hvis der ikke er noget liv, hvorfor er der da ikke noget liv? Svaret fører til flere spørgsmål. ”Det første ville være, hvad der gør den livsfulde jord så speciel. I sidste ende kan den indsats, der hældes til at opdage det primitive liv på Mars, bevise dets største værdi lige her hjemme.
