Jarðvegurinn á klettabrúninni á mið-Suðurskautslandinu hefur aldrei innihaldið örverur.
Í fyrsta skipti hafa vísindamenn uppgötvað að það virðist ekkert líf vera í jarðveginum á yfirborði jarðar. Jarðvegurinn kemur frá tveimur vindasömum, klettabrúnum í innri hluta Suðurskautslandsins, 480 kílómetrum frá Suðurpólnum, þar sem þúsundir feta af ís brýst gegnum fjöllin.
„Fólk hefur alltaf talið að örverur væru harðgerðar og gætu lifað hvar sem er,“ segir Noah Firer, örveruvistfræðingur við Háskólann í Colorado í Boulder, en teymi hans rannsakar jarðveg. Einstaklingsfrumur hafa jú fundist í jarðhitasvæðum þar sem hitastig fer yfir 91°C, í vötnum undir hálfri mílu af ís á Suðurskautslandinu og jafnvel 36.000 metrum yfir heiðhvolfi jarðar. En eftir árs vinnu hafa Ferrer og doktorsnemi hans, Nicholas Dragon, enn ekki fundið nein merki um líf í jarðveginum á Suðurskautslandinu sem þeir söfnuðu.
Firer og Dragone rannsökuðu jarðveg frá 11 mismunandi fjallgörðum, sem endurspegla fjölbreyttar aðstæður. Jarðvegur frá lægri og minna köldum fjallasvæðum inniheldur bakteríur og sveppi. En í sumum fjöllum tveggja hæstu, þurrustu og köldustu fjallgarðanna eru engin merki um líf.
„Við getum ekki sagt að þær séu dauðhreinsaðar,“ sagði Ferrer. Örverufræðingar eru vanir að finna milljónir frumna í teskeið af mold. Þess vegna gæti mjög lítill fjöldi (t.d. 100 lífvænlegar frumur) sloppið við að vera greindar. „En eftir því sem við best vitum innihalda þær engar örverur.“
Hvort sem jarðvegur er í raun líflaus eða síðar kemur í ljós að hann inniheldur einhverjar eftirlifandi frumur, gætu nýjar niðurstöður sem nýlega birtar voru í tímaritinu JGR Biogeosciences hjálpað til við leit að lífi á Mars. Jarðvegur Suðurskautslandsins er varanlega frosinn, fullur af eitruðum söltum og hefur ekki haft mikið fljótandi vatn í tvær milljónir ára - svipað og jarðvegur Mars.
Þeim var safnað í leiðangri sem styrktur var af Þjóðarsjóði vísinda í janúar 2018 til afskekktra svæða í Trans-Suðurskautsfjöllum. Þeir fara um innri hluta meginlandsins og aðskilja hásléttuna á norðurpólunum í austri frá láglendum ís í vestri. Vísindamennirnir settu upp búðir á Shackleton-jöklinum, 60 mílna langt færiband úr ís sem rennur niður gjá í fjöllunum. Þeir notuðu þyrlur til að fljúga upp í miklar hæðir og safna sýnum upp og niður jökulinn.
Í hlýjum, rökum fjöllum við rætur jökuls, aðeins nokkur hundruð fet yfir sjávarmáli, uppgötvuðu þeir að í jarðveginum lifðu dýr minni en sesamfræ: smásæjar ormar, áttfætta tardigrade, hjóldýr og agnarsmáar ormar, kallaðir springhalar. Vængjuð skordýr. Þessi beri, sandkenndi jarðvegur inniheldur minna en einn þúsundasta af því magni baktería sem finnst í vel hirtum grasflöt, nóg til að veita fæðu fyrir litlu jurtaæturnar sem leynast undir yfirborðinu.
En þessi lífsmerki hurfu smám saman þegar hópurinn heimsótti hærri fjöll dýpra inn í jökulinn. Efst á jöklinum heimsóttu þeir tvö fjöll — Mount Schroeder og Mount Roberts — sem eru yfir 2100 metra há.
Heimsóknirnar að Schroeder-fjalli voru hræðilegar, segir Byron Adams, líffræðingur við Brigham Young-háskólann í Provo í Utah, sem stýrði verkefninu. Hitastigið þennan sumardag er nálægt 0°F. Hvílandi vindurinn gufaði hægt upp ísinn og snjóinn og skildi fjöllin eftir ber, stöðug ógn við að lyfta og kasta garðskóflunum sem þeir höfðu meðferðis til að grafa upp sandinn. Landið er þakið rauðleitum eldfjallabergi sem hefur rofnað á hundruðum milljóna ára af vindi og rigningu, sem skilur það eftir holótt og slípað.
Þegar vísindamennirnir lyftu klettinum uppgötvuðu þeir að botn hans var þakinn skorpu af hvítum söltum — eitruðum kristöllum af perklórati, klórati og nítrati. Perklóröt og klóröt, ætandi sölt sem notuð eru í eldflaugaeldsneyti og iðnaðarbleikiefni, finnast einnig í miklu magni á yfirborði Mars. Þar sem ekkert vatn er til að skola burt safnast salt fyrir á þessum þurru fjöllum á Suðurskautslandinu.
„Þetta er eins og að taka sýni á Mars,“ sagði Adams. Þegar þú stingur skóflu í jarðveginn, „veistu að þú ert sá fyrsti til að raska jarðveginum í heila eilífð – kannski milljónir ára.“
Rannsakendurnir bentu á að jafnvel í svo mikilli hæð og við erfiðustu aðstæður myndu þeir samt finna lifandi örverur í jarðveginum. En þessar væntingar fóru að dofna seint á árinu 2018, þegar Dragon notaði tækni sem kallast pólýmerasa keðjuverkun (PCR) til að greina örverufræðilegt DNA í mold. Dragon prófaði 204 sýni af fjöllum fyrir ofan og neðan jökulinn. Sýni af lægri, kaldari fjöllum gáfu mikið magn af DNA; en flest sýni (20%) af mikilli hæð, þar á meðal flest frá Mount Schroeder og Roberts Massif, voru ekki prófuð fyrir neinar niðurstöður, sem bendir til þess að þau innihéldu mjög fáar örverur eða kannski engar yfirleitt.
„Þegar hann byrjaði fyrst að sýna mér niðurstöður hugsaði ég: „Eitthvað er að,““ sagði Ferrell. Hann taldi að eitthvað hlyti að vera að sýninu eða rannsóknarstofubúnaðinum.
Dragon framkvæmdi síðan röð viðbótartilrauna til að leita að lífsmerkjum. Hann meðhöndlaði jarðveginn með glúkósa til að sjá hvort ákveðnar lífverur í jarðveginum breyttu honum í koltvísýring. Hann var að reyna að uppgötva efni sem kallast ATP, sem allt líf á jörðinni notar til að geyma orku. Í nokkra mánuði ræktaði hann jarðvegsbúta í ýmsum næringarefnablöndum og reyndi að sannfæra núverandi örverur um að vaxa í nýlendur.
„Nick kastaði eldhúsvaskinum að þessum sýnum,“ sagði Ferrell. Þrátt fyrir allar þessar prófanir fann hann samt ekkert í sumum jarðveginum. „Þetta er alveg ótrúlegt.“
Jacqueline Gurdial, umhverfisörverufræðingur við Háskólann í Guelph í Kanada, kallar niðurstöðurnar „freistandi“, sérstaklega viðleitni Dragon til að ákvarða hvaða þættir hafa áhrif á líkurnar á að finna örverur á tilteknum stað. Hann komst að því að mikil hæð yfir sjávarmáli og hár klóratþéttni voru sterkustu vísbendingarnar um að líf tækist ekki að greina. „Þetta er mjög áhugaverð uppgötvun,“ sagði Goodyear. „Þetta segir okkur margt um takmörk lífs á jörðinni.“
Hún er ekki alveg sannfærð um að jarðvegur þeirra sé í raun líflaus, að hluta til vegna eigin reynslu hennar annars staðar á Suðurskautslandinu.
Fyrir nokkrum árum rannsakaði hún jarðveg úr svipuðu umhverfi í Transantarctic-fjöllum, stað 500 mílur norðvestur af Shackleton-jökli sem kallast University Valley, þar sem hugsanlega hefur ekki verið mikið raki eða bráðnunarhiti í 120.000 ár. Þegar hún ræktaði hann í 20 mánuði við -1°C, dæmigert sumarhitastig í dalnum, sýndi jarðvegurinn engin lífsmerki. En þegar hún hitaði jarðvegssýni nokkrum gráðum yfir frostmarki sýndu sum þeirra bakteríuvöxt.
Til dæmis hafa vísindamenn uppgötvað að bakteríufrumur lifa enn, jafnvel eftir þúsundir ára dvöl í jöklum. Þegar þær festast geta efnaskipti frumunnar hægt á sér milljón sinnum. Þær fara í ástand þar sem þær vaxa ekki lengur heldur gera aðeins við DNA-skemmdir af völdum geimgeisla sem komast í gegnum ísinn. Goodyear veltir fyrir sér að þessir „hægu eftirlifendur“ gætu verið þeir sem hún fann í College Valley – hún grunar að ef Dragone og Firer hefðu greint tífalt meiri jarðveg, hefðu þeir hugsanlega fundið þá í Roberts Massif eða Schroeder Mountain.
Brent Christner, sem rannsakar örverur á Suðurskautslandinu við Háskólann í Flórída í Gainesville, telur að þessi þurri jarðvegur í mikilli hæð gæti hjálpað til við að bæta leit að lífi á Mars.
Hann benti á að geimförin Viking 1 og Viking 2, sem lentu á Mars árið 1976, hefðu gert lífgreiningartilraunir sem að hluta til byggðu á rannsóknum á láglendum jarðvegi nálægt strönd Suðurskautslandsins, svæði sem kallast Þurrdalirnir. Sumir af þessum jarðvegi verða blautir vegna bráðnunarvatns á sumrin. Þar eru ekki aðeins örverur, heldur einnig smáormar og önnur dýr á sumum stöðum.
Hins vegar gætu hærri, þurr jarðvegur Mount Roberts og Mount Schroeder boðið upp á betri prófunarsvæði fyrir mælitæki frá Mars.
„Yfirborð Mars er mjög slæmt,“ sagði Christner. „Engin lífvera á jörðinni getur lifað af á yfirborðinu“ – að minnsta kosti efsta þumlunginn eða tvo. Sérhvert geimfar sem fer þangað í leit að lífi verður að vera undirbúið til að starfa á einhverjum af hörðustu stöðum jarðar.
Höfundarréttur © 1996–2015 National Geographic Society. Höfundarréttur © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Allur réttur áskilinn.