Život na Marsu

Život na Marsu

Tomáš Petrásek, 2007

 

Pohled na planetu Mars.

Dole můžeme vidět jižní polární čepičku, velká světlejší kruhová oblast při jejím okraji je pánev Hellas. Tento neobyčejný útvar je starým kráterem olbřímích rozměrů – jeho dno leží 8 km pod úrovní okolí, průměr činí přes 2000 km a jeho okraj je tvořen dvoutisícovým pohořím.
Toto místo je celkem nadějnou lokalitou pro život – v zimě zde leží sníh, je tu tedy dostupná voda, tlak je vzhledem k poloze relativně vysoký a nacházejí se zde stopy relativně nedávného vulkanismu.

Trocha historie

Mars útočí!

Jakmile si astronomové uvědomili, že Země je pouze jednou z planet a že není zdaleka středem Vesmíru, okamžitě se vynořily domněnky, že ostatní planety jsou taktéž obydleny. Postupně se ukázalo, že obyvatelnost vnějších planet, Merkuru a Měsíce je dosti problematická, a tak zůstali jen dva žhaví kandidáti: Venuše a Mars.

Venuše byla dlouhou dobu naprosto záhadná a vědělo se o ní tak málo, že to nepřálo dokonce ani spekulacím. Ovšem Mars – to bylo něco jiného. Jeho rudý kotouček dovoloval spatřit právě tolik podrobností, aby podnítil divoké spekulace – a tak to zůstalo hezkou řádku let, až do doby, než jsme se na Mars podívali osobně.

Mars má polární čepičky – stejně jako Země. Na jeho povrchu jsou tmavé oblasti, podobné mořím či dokonce vegetaci, a rudé krajiny, které hned od počátku evokovaly rozsáhlé vyprahlé pouště. Mnohé oblasti mění barvu během marťanského roku – co když je to způsobeno rašením a usycháním vegetace? Mars má atmosféru, o které se sice vědělo, že je tenká, ale existenci života nebylo dlouho možné ani zdaleka vyloučit.

Vlastní slávu Marťanů založili dva muži: Giovanni Schiaperelli (1835-1910) a Percival Lowell (1855-1916).

Prvně jmenovaný italský astronom se dlouhodobě věnoval geografii Marsu. Pozoroval sezónní změny a roku 1877 si povšiml lineárních útvarů, které popsal slovem „canali,“ kanály nebo průlivy. Považoval je za mořské úžiny či řečiště.

Percival Lowell, americký mecenáš a astronomický nadšenec, dostal do ruky překlad jeho práce, kde byl termín „canali“ nahrazen anglickým „channels,“ které daleko silněji evokovalo umělý původ. Lowellovi se tato myšlenka zalíbila a ochotně se jí chopil. Zmapoval kanály na Marsu – v jeho pojetí byly přímé jako podle pravítka a jednoznačně umělé.

Považoval je za dílo Marťanů, vyspělé civilizace, která se velkolepým dílem snaží přivést vodu a život do nehostinných pouští Marsu. Ačkoli většina ostatních astronomů kanály vůbec nespatřila a zůstávala skeptická, Lowellovi se dostalo nebývalé publicity v tisku. Slovo Marťan proniklo do obecného povědomí – a zůstalo tam dodnes.
Lowellovy názory měly hluboký dopad na literární tvorbu. H. G. Wells popsal invazi Marťanů na Zemi. Sugestivní rozhlasová adaptace románu, vytvořená Orsonem Wellesem roku 1938, byla natolik přesvědčivá, že vyvolala v USA celostátní paniku. Tak pevná byla víra v zelené „mužíčky“ z rudé planety!

Dokonce i později, až do 40. a 50. let 20. století, mnoho lidí věřilo v život na Marsu, Marťany a jejich kanály – viz díla R. Heinleina, I. Asimova, R. Bradburyho a H. Weinbauma. Všichni se ovšem mýlili.

Kanály byly dílem prostých optických klamů, souhry nedostatků optiky, vlastností lidského oka a v neposlední řadě i přílišného nadšení. Domnělá vegetace se změnila v pouhý tmavý materiál, přemisťovaný písečnými bouřemi. Atmosféra je prakticky bez kyslíku a nesrovnatelně řidší než vzduch na Mt. Everestu.

Pohled na největší vulkán Sluneční soustavy, Olympus Mons, vynořující se ze závoje mračen, tak jak jej spatřila sonda Viking.

Tento prastarý vulkán, třikrát vyšší než Mt. Everest, je aktivní již nejméně miliardu let. Nesčetné erupce zanechaly hnízdo kráterů na jeho vrcholku i na svazích hory. V současné době tvrdě spí, ale ještě zdaleka neřekl své poslední slovo.

Hora je pozoruhodná mj. i svým tvarem, který připomíná spíše lívanec nežli kužel. Pouze na samém úpatí se tyčí strmé útesy – zbytek hory je vesměs velice povlovný.

Zdá se, že na úbočí tohoto giganta existovaly ještě relativně nedávno ledovce.

O status nejvyšší hory Marsu s Olympem soutěží ještě tři další vulkány – Pavonis, Arsia a Ascraeus, ležící východněji. Nejsou sice tak mohutné, ale zato stojí na obrovské výduti zvané Tharsis, která jim dodává na výšce.

 

 

Mariner, Viking a spol

Roku 1965 prolétl okolo Marsu Mariner 4. Výsledkem byl šok. Nejenže neodhalil města Marťanů ani kanály, dokonce ani vegetaci – ukázal nudnou a pustou planetu, podobající se nejspíše Měsíci!

Následovaly sondy Mariner 6 a 7, a úspěšnou sérii završil orbitální modul Mariner 9. Ten prozkoumal Mars podrobněji a ukázal, že není tak nudný, jak se zdálo. Rudá planeta sondu přivítala prachovou bouří, z pod závoje prachu však čněly vrcholky obřích sopek. Dále bylo objeveno údolí Valles Marineris, pojmenované právě na počest sondy, a prozkoumány polární čepičky. Ukázaly se i první náznaky, že na Marsu kdysi tekla voda.

Roku 1975 byly vyslány dvě identické sondy Viking. Orbitery měly za úkol podrobně zmapovat povrch Marsu, zatímco landery prozkoumat povrch.

Oba povrchové Vikingy na Marsu úspěšně přistály, přinesly fotografie, rozbory vzduchu a půdy a zůstaly aktivní až do roku 1982, respektive 1980. Přispěly k poznání Marsu asi víc než cokoli předtím i potom.

Z oběžné dráhy bylo zjištěno více stop po dávné tekoucí vodě a rozborem půdy byla získána nejednoznačná data, která připouštějí možnost, že na Marsu existuje život. Vzhledem k tomu, že citlivost aparatur byla asi příliš malá, nelze výsledky rozhodně považovat za negativní. Nutno podotknout, že od dob Vikingů žádná sonda po životě na Marsu přímo nepátrala – další mise hledaly vždy jen stopy vody. Není tedy ani divu, že něco, co nikdy nikdo pořádně nehledal, nebylo objeveno!

Další úspěšné mise zahrnují Pathfinder, Mars Express, Mars Odyssey a rovery Spirit a Opportunity. Každá z nich přinesla mnoho nových a nečekaných dat – ovšem není sporu, že na Marsu je stále záhad víc než dost!

Dnešní podmínky na Marsu

Život na Marsu by se musel potýkat s mnohými obtížemi. Klíčová by byla – jak jinak – voda.

V současné době není pochyb, že na Marsu voda je. Ovšem je zmrzlá na kost, protože teploty se pohybují kolem -63°C, jen zřídka se teplota osluněných tmavých skal vyšplhá na +20°C, a na pólech je dokonce strašlivý mráz –133°C.

Ještě horší je však vliv povrchového tlaku. Jak jistě víte, čím nižší je tlak, tím nižší je i teplota varu vody. Při tlaku na Marsu se teplota varu blíží nule, což znamená, že zahřátý led namísto tání sublimuje a mění se přímo ve vodní páru. I když za vhodných podmínek (např. v nejnižším bodě pánve Hellas) může bod varu vody na Rudé planetě vyšplhat k +10°C, voda by byla pořád velice nestabilní a pomíjivá, na ostří nože mezi ledem a párou.
Dalším problémem je záření. Mars má řídkou atmosféru a chybí tu ozónová vrstva. Povrch je tedy doslova sterilizován kosmickými paprsky a UV zářením do poměrně značné hloubky. Jakoby to nestačilo, aby se mikrobi mohli s účinky radiace vyrovnat, musejí být aktivní a opravovat poškozené molekuly. Jsou-li zmrzlí či vyschlí, jsou sice odolnější, ale na stranu druhou úplně bezbranní – a během dlouhé doby v klidovém stavu by je tak záření zničilo i v hloubce několika metrů pod povrchem. Mikrobi by tedy na povrchu potřebovali poměrně časté epizody příznivých podmínek, aby provedli „údržbu“ a trochu se pomnožili – jinak by nemohli přežít. Nemůžeme tedy čekat, že nalezneme životaschopné pamětníky dob, kdy byl Mars vlhký – na to je doba příliš dlouhá a radiace příliš nebezpečná.
Kromě toho je na povrchu Marsu nedostatek živin, zejména dusíku.

Jak vidno, tento obraz působí značně nepřívětivě. Nikdo si ale v současnosti nemyslí, že život na Marsu existuje přímo na povrchu jeho půdy – má totiž mnoho jiných možností.

 

V podzemí

Mars je v současnosti vulkanicky aktivní v mnohem menší míře než Země, nelze však prohlásit, že je geologicky mrtev. Olympus Mons, Hectates Tholus a sopky poblíž pánve Hellas mohly chrlit oheň ještě relativně nedávno, a každý ví, že není radno o sopce prohlašovat, že již definitivně vyhasla. V hlubinách Marsu je ještě stále teplo – a protože je kůra Marsu prosycena ledem, máme dobrý důvod si myslet, že tam bude i vlhko.
Je známou věcí, že na Zemi existují tzv. chemolitotrofní bakterie, využívající jako zdroj obživy sopečné plyny nebo dokonce minerály z vulkanických hornin. Dobře se jim daří i několik kilometrů (cca 4 km) pod povrchem naší planety. A protože hluboké podzemí Marsu a Země se nemusí příliš lišit, v hlubinách Rudé planety může být nečekaně živo.

 

Spáči?

Vhodné podmínky pro život na povrchu Marsu se objevují vzácně a jejich trvání je pomíjivé. Pokud se však objevují v dostatečně krátkých intervalech, není nemožné, aby se na povrchu či nehluboko pod ním vyskytovaly spory bakterií, přečkávající ve zmrzlém stavu zlé časy, čekající na svojí příležitost. I zmrzlé spory však mají omezenou trvanlivost a nezdá se pravděpodobné, že by vydržely déle než několik miliónů let.

 

Že by lišejníky?

Sonda Viking po šest let pozorovala podivné skvrny na kameni, které se s časem měnily, a dočkaly se biologické interpretace – na Marsu roste lišejník! Pathfinder našel jakési zelenavé zabarvení se spektrem připomínajícím – světe, div se – chlorofyl! Orbitální moduly vyfotografovaly v polárních oblastech podivné tmavé skvrny vynořující se ze sněhu – nápadně připomínající obrovské porosty primitivních rostlin.

Lišejníky a primitivní řasy jsou vskutku velmi odolnými formami života, umějí se bránit ztrátám vody a jsou schopny růst i při teplotách pod bodem mrazu. Mars je však i pro takové organismy těžkou výzvou. Nemohou se schovat pod povrch – závisejí přeci na sluneční energii – a proto jsou vystaveny všem nepříznivým vlivům prostředí, zářením počínaje a vysušováním konče.

Povzbuzením je nález fotosyntetických organismů, převážně sinic, nazývaných kryptoendolitotrofové nebo endoliti, v polárních a vysokohorských oblastech Země. Tyto organismy žijí pod povrchem porézních kamenů a skal, které je částečně chrání před UV paprsky a vlivy počasí, ale přesto dovolují skromnou fotosyntézu. Podobnou strategii by nejspíše zvolil i život na Marsu.
Některé bakterie, třeba Deinococcus radiodurans, vydrží i velmi silné dávky radiace v bezprostřední blízkosti jaderných reaktorů. V kombinací s endolitním způsobem života by to mohlo zajistit jejich přežití i ve velmi drsném prostředí.

Nutno též dodat, že dávné vody Marsu byly podle všeho velmi bohaté solemi, možná byly i výrazně kyselé vlivem sopečných plynů. Organismy z nich vzešlé by si zřejmě zachovaly památku na svůj původní domov v podobě vysoké koncentrace solí ve svém těle. Jak je všeobecně známo, rozpuštěné soli a kyseliny výrazně snižují bod tání vody, a zároveň zvyšují bod varu. Znamená to, že tyto organismy by zmrzly až při opravdu nízkých teplotách, a nebyly by tak ohroženy výparem vody jako organismy pozemské. Přes zimu by sice zamrzly navzdory své mrazuvzdorné povaze, ale to pro jednobuněčné organismy či lišejník nepředstavuje žádný problém. Aktivní život na povrchu Marsu či několik milimetrů pod ním (alespoň na vhodných místech) tedy nelze vůbec vyloučit.

 

Kapaliny na povrchu

Jak bylo řečeno, rozmezí pro existenci vody na Marsu je velmi úzké – v nejlepším případě se vaří cca 10 stupňů nad nulou a když se nevaří, aspoň se rychle vypařuje.

Bylo však ukázáno, že v některých oblastech Marsu existují takové příznivé kombinace tlaku a teploty, že by tam voda mohla existovat aspoň několik dnů v roce – v pánvi Hellas je to dokonce celých 70 dnů, což je srovnatelné s Antarktidou. Pro slanou vodu je to ještě lepší. Zajímavé je, že tyto příznivé oblasti nesou stopy vyschlých jezer.

http://www.agu.org/pubs/crossref/2001/2000JE001360.shtml

Údaje o tom, jak rychle se led či voda na Marsu odpařují, se liší. Závisí to na teplotě, tlaku a odvodu par, takže výsledek se může lišit případ od případu. Každopádně ale voda na Marsu existovat teoreticky může, prakticky však pouze v omezeném rozsahu.

Obsah soli může snižovat odpar (i když ne všichni jsou v tom zajedno), ale hlavně umožňuje tání hluboko pod nulou, až kolem -50 pro chlorid vápenatý.

http://web.mit.edu/wax/www/Papers/LiquidWaterOnMars.pdf

http://asgsb.org/bulletins/v19n2/085%20-%20090%20Kuznetz.pdf

http://www.physorg.com/pdf7981.pdf

 

Ať žije peroxid!

Je poměrně známým faktem, že ač Mars nemá mnoho kyslíku v ovzduší, prostředí na povrchu je silně oxidační. Půda patrně obsahuje různé silně oxidované látky, vznikající mj. díky působení UV paprsků. Projevily se například ve výsledcích experimentů sond Viking. Jde převážně o peroxidy, např. peroxid železa nebo také známý peroxid vodíku (H2O2). Tyto látky jsou chemicky agresivní a brzy by rozložily („spálily“) většinu organických látek, které by přišly s půdou do kontaktu. Je to jeden z důvodů, proč se povrch Marsu považuje za extrémně nehostinný a prakticky beznadějný pro hledání stop po životě.

J. Houtkooper a D. Schulze-Makuch však přišli s hypotézou, že všechno může být jinak. Život na Marsu podle nich používá vodný roztok peroxidu vodíku jako svoji tělní tekutinu. Peroxid by sloužil jako nemrznoucí kapalina, a navíc by nahrazoval kyslík. Roztok by zůstal kapalný i při -55°C a nerozpíná se při zmrznutí, takže by po zmražení nepoškodil organismus. Navíc je hygroskopický, takže by vychytával vodu z atmosféry. Otázka však je, jak by si marťané poradili s chemickou agresivitou H2O2. Do určité míry by je mohla chránit nízká teplota, která by snad reakce zpomalovala, ale patrně by byly nutné úplně nové typy biomolekul, aby přežily v takovém prostředí.

Podle Schulze-Makucha standardní testy na přítomnost života takovéto organismy neodhalí, naopak je zahubí přehřátím a nadbytkem vody. Nutno podotknout, že to samé může platit i pro méně exotické formy. Např. bytosti s velkou koncentrací solí v tělní tekutině budou rovněž zahubeny „sladkou“ vodou, chladnomilné (psychrofilní) bakterie neporostou za zvýšené teploty, a v neposlední řadě oligotrofní organismy, zvyklé na chudě prostřený stůl, neporostou v nadbytku živin (ano, i u bakterií někdy přejídání škodí zdraví). Toto platí pro mnoho pozemských mikrobů z extrémních prostředí, a musíme to brát do úvahy při hledání jakéhokoli života na Marsu – to, co považujeme za příznivé podmínky my, nemusí znamenat pro bakterie (a mikromarťany) totéž.

 

Každopádně, obsah peroxidů v půdě musíme brát vždy v úvahu. Mohou život ohrožovat – koneckonců i zředěný peroxid je slušná dezinfekce, a koncentrovaný peroxid je tak reaktivní, že může explodovat a při kontaktu s organickou hmotou dochází k samovznícení, takže je to pěkný sajrajt. Je otázka, nakolik by mohl fungovat jako součást tělní tekutiny. Ovšem je dost možné, že marťané, byť třeba peroxid nemají v krvi, jej používají aspoň jako metabolit – konzumují redukované látky a „dýchají“ peroxid.

Každopádně, ať už na Marsu najdeme cokoli, jedno je jisté – bude to blondýnka…

 

http://www.cosis.net/abstracts/EGU2007/00844/EGU2007-A-00844.pdf?PHPSESSID=2376b841095257eb9c8369d63dd9ba5d

http://www.netenigma.com/news/cnn/cnn-01082007-lifeonmars.pdf

http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/1171.pdf

http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/1187.pdf

 

Teče na Marsu voda?

V prosinci 2006 byly uveřejněny snímky sondy Mars Global Surveyor, naznačující fantastickou věc – na Marsu teče voda! Již delší dobu jsou známy strouhy (gullies), které brázdí strmé svahy marťanských kráterů, a připisované nedávnému působení vody, tentokrát však přišel jasný důkaz, že nejde o památku dob dávno minulých, ale o struktury stále aktivní. Snímky jedné strouhy z let 1999 a 2005 totiž ukazují, že se změnila – u dolního ústí přibyly nové, světlé usazeniny. Jinde se dokonce objevila strouha zcela nová. Ačkoli je voda na povrchu planety nestabilní, zdá se, že zde vytekla z podzemního zdroje a udržela se kapalná dost dlouho na to, aby odnesla určité množství sedimentu na vzdálenost několika set metrů. Je možné, že k tomu přispěl i obsah solí. Voda může pocházet z podzemních zdrojů, anebo vznikla roztátím povrchového ledu.

Samozřejmě existují i výklady připisující pozorované jevy kapalnému oxidu uhličitému nebo prachovým lavinám, většina vědců však souhlasí s „mokrou“ variantou.

Otázka je, co to znamená. Přítomnost vody na povrchu je v tomto případě extrémně pomíjivá a asi nepostačuje pro existenci života, dokonce ani „spáčů“ budících se jen jednou za x tisíc let. Zajímavé by bylo, pokud voda přichází z větších podzemních rezervoárů, kde je dlouhodobě tekutá…

http://www.nasa.gov/mission_pages/mars/news/mgs-20061206.html

 

Metan na Marsu

Poměrně nedávné objevy evropské sondy Mars Express ukázaly, že v atmosféře Marsu je přítomen metan. Jak již víme, na Marsu je poměrně dost oxidantů a ionizujícího záření, a obé metan rychle ničí. Musí být tedy neustále obnovován. Jedním z jeho zdrojů by mohly být mikroorganismy, druhým sopečná aktivita. Ať tak či onak, nahrává to možné existenci života – i kdyby šlo o vulkanický produkt, sopky znamenají teplo a tím i výtečné podmínky pro chemotrofní organismy pod povrchem.

http://astro.sci.muni.cz/clanek.php?id=184

 

Bouře na Marsu

Počasí na Marsu může být dost divoké. Protože oběžná dráha je eliptická a rotační osa skloněná, dochází během roku k prudkým tepelným výkyvům, a protože atmosféra částečně vymrzá na pólech během zimy, mění se i tlak. Okolo přísluní nastávají podmínky pro impozantní přírodní úkaz – prachové bouře.

Během léta většinou vznikne několik lokálních bouří, ale v některých letech tyto přerostou do gigantické bouře, která zahalí celou planetu závojem superjemného prachu, z něhož čnějí jen nejvyšší sopečné vrcholy.

Zdá se, že mrak temného prachu akumuluje sluneční paprsky, ohřívá se a tím nabírá další energii. To mu umožňuje zvedat další prach, a tak může bouře zuřit třeba několik měsíců. Dodnes se vlastně přesně neví, proč nakonec skončí.

Celkem běžným útvarem jsou prašné víry, které se pohybují po povrchu Marsu mimo bouře (ale i při jejich průběhu) a trochu připomínají tornáda.

Ovzduší na Marsu je řídké, a i při poměrně velké rychlosti větru nemá velkou sílu, obyčejný „písek“ neuzvedne a samo o sobě je neškodné. Zvedne však velice jemný marsovský prach (mnohem jemnější než saharský písek) a dokáže ho delší dobu udržet ve vzduchu. „Rozjeté“ prachové částečky mohou pak narážet do větších zrnek, která jinak vítr neuzdvihne, a posunovat jimi.  To je hlavní způsob tvorby dun a podobných útvarů na Marsu v dnešní době.

Bouře není nebezpečná svou silou, ale právě prachem, který může způsobovat zadírání přístrojů, zanášení solárních panelů a u člověka zaprášení plic a alergie, pronikne-li do obyvatelného prostoru.

Bouře mohou být pěkně agresivní také elektricky a chemicky. Částice prachu se při pohybu elektricky nabíjejí, a elektřina napomáhá chemickým reakcím, tvořícím ionty a radikály, včetně značných množství žíravých peroxidů a superoxidů. Elektrické elektrická pole a výboje také budou představovat problém pro přístroje a osadníky na Marsu. Mimo jiné budou narušovat radiové spojení a mohou vyřadit některé přístroje.

http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2006/07/31_peroxide.shtml

Polární oblasti Marsu mohou též zažívat divoké počasí – bouřky se sněhem suchého ledu, tedy oxidu uhličitého, a snad i s hromobitím. Existence blesků na Marsu však dosud nebyla pozorována přímo.

http://news.nationalgeographic.com/news/2005/12/1219_051219_mars_ice.html

Každopádně počasí na Marsu je na naše poměry bizarní a může být i velmi nebezpečné.

V šerosvitu věků…

Zlatý věk Marsu

Mars vznikl, stejně jako Země, před zhruba 4,7 miliardami let. Na počátku své existence se od své dnešní podoby velmi lišil. Navzdory hektické sopečné činnosti a častému bombardování asteroidy nebyl zdaleka tak nevlídný jako dnes.

V období mezi 4(?) – 3,5 mldl docházelo k vodní erozi, což naznačuje, že na Marsu byl vyšší tlak a příjemná teplota, navzdory faktu, že mladé Slunce bylo o třetinu slabší. Zdrojem skleníkových plynů byl asi vulkanismus, který je neustále vydatně doplňoval. Umožnil tak vznik téměř pozemského prostředí. Říční sítě naznačují, že zde snad opravdu pršelo a možná existovaly i stálé vodní plochy.
Život na Zemi vznikl někdy před 4 – 3,8 mldl, a snad tomu tak bylo i na Marsu.

Alternativní teorie tvrdí, že tyto erozní útvary byly způsobeny kapalným CO2, který se valil po povrchu planety, jež měla sice vyšší tlak, ale byla stále velmi chladná. Vodní eroze se však považuje za pravděpodobnější, ale její rozsah a trvání je stále předmětem sporů.

 

Oceanus Borealis???

Velmi kontroverzní otázkou je, zda měl Mars skutečný oceán, který zalil celou severní polokouli nebo aspoň její část, či nikoli. Vody by na to snad mohlo být dost, otázkou je, zda bylo klima příznivé a zda vydrželo dosti dlouho. Mocné sedimenty severních plání naznačují, že se zde něco skutečně dělo.

Na orbitálních snímcích byly objeveny dokonce náznaky pobřeží, a to ve dvou úrovních, odpovídajících různým výškám hladiny. Domnělé pobřeží podle skeptiků nemůže být tím, čím se zdá – nesleduje vrstevnici a mořské břehy příliš nepřipomíná. Jeho zastánci naopak argumentují, že od doby jeho vzniku mohlo dojít k poklesům a jiným pochodům, které stopy částečně smazaly.

 

Oceanus Borealis.

Odstíny modré značí velmi přibližně od tmavé po světlejší vrstevnice –4,5, -4, -3,5, -2 a -1 pod průměrnou povrchovou výškou Marsu. První a  třetí se zhruba kryjí s údajnými obrysy pobřeží. Červené hvězdičky označují místa přistání Pathfinderu, Opportunity (největší) a Spiritu.

Za povšimnutí stojí, že teprve nejvyšší hladina oceánu by umožnila existenci pobřeží na místě přistání roveru Opportunity! Ovšem na planinách Meridiani mohlo být pouhé izolované jezero – to skutečně nevím.

Nutno podotknout, že hladina hypotetického oceánu na Marsu se jistě velice měnila v průběhu epoch, a na jeho tvaru se mohly podílet i rozsáhlé tektonické poklesy či zdvihy, protože v té době Mars ještě zdaleka neměl dnešní tvářnost.

Obrysy oceánu – vlastní odhad, jako podklad posloužila mapa laserového výškoměru MOLA.

 

Krach

Pokud však Mars byl živým světem, nevydrželo to příliš dlouho. Chybí nám však přesvědčivá data, kdy a proč k tomu došlo. Jako vždy existuje několik konkurenčních hypotéz.

Zmizení vodních toků mohlo souviset se zánikem atmosféry. Jakmile ovzduší zesláblo, bylo na kapalnou vodu jednak příliš chladno, jednak příliš nízký tlak.

·        CO2, hlavní složka atmosféry, mohl být vázán v oceánech do podoby uhličitanů. Vysvětlilo by to, proč je současný tlak právě takový jaký je – dokud byl vyšší, existovala voda a ovzduší vylo ochuzováno. Jakmile dosáhl trojného bodu, kde už voda nemohla existovat, nemohl dále klesat a ustálil se na dnešní hodnotě. Slabinou hypotézy je fakt, že na Marsu nejsou známa ložiska uhličitanů v množství větším než malém.

·        Svou roli mohly hrát i jiné chemické procesy, a také fakt, že doplňování atmosféry vulkány postupně zesláblo. Po ochlazení voda zmrzla.

·        CO2 mohl z nějakého důvodu zmrznout do podoby suchého ledu. Část se ho nachází v polárních čepičkách, část může být skryta pod povrchem. Logické by to bylo zejména tehdy, pokud byl Mars od počátku spíše chladný.

·        Mars mohl ztrácet hmotu do kosmu. Voda mohla být snadno rozložena UV paprsky na vodík a kyslík, přičemž vodík odletěl do kosmu, protože Mars je příliš malý. Háčkem je, že vody je na Marsu stále relativně dost, a CO2 je natolik těžký, že tak jednoduše zmizet nemohl. Pomoci by mu v tom mohl olbřímí impakt, ale ani tato teorie není bez vad na kráse.

 

Pustá epocha

Po kolapsu atmosféry a zániku pravidelných vodních toků následovala dlouhá doba, kdy byla planeta zmrzlá a pustá. Nakolik pustá však byla, to je opět otázkou.

Obrovské písečné duny naznačují, že alespoň v některých údobích vanuly silnější větry, ovzduší muselo tedy být hustší, např. 10 kPa, tedy 1/10 pozemského tlaku. Občasné vulkanické erupce také tavily permafrost a způsobovaly obrovské záplavy (snad srovnatelné s poztemskými lahary, jen v gigantickém měřítku), které vyryly ta největší koryta na Marsu. Voda z těchto záplav mohla zůstat pod vrstvou ledu celkem dlouho tekutá. V poslední době byly objeveny důkazy, že na Marsu existovaly či existují  ledovce, nebo dokonce „ledová jezera“. To je překvapivé, protože v dnešní době na Marsu nejsou žádné podstatné srážky a tlak je tak nízký, že i ledovce by měly v rovníkových oblastech relativně rychle sublimovat a tudíž zmizet.

Tyto náznaky nás vedou k závěru, že během uplynulých tří miliard let nemusel Mars vypadat zcela přesně tak, jak jej známe, a že povrchový tlak byl po jistou část této doby vyšší než dnes. Protože, jak víme, mrazivé teploty životu až tak nevadí, není vyloučené, že i během této doby mohlo docházet k rozvoji povrchového života typu lišejníků.

 
Ledové doby?

Utváření sedimentů v polárních oblastech i jinde vede odborníky k názoru, že klima Marsu je všechno jen ne stálé. Může zde existovat cyklus ledových dob, stejně jako na Zemi, s intervalem statisíců let. Jenže jsou mnohem drastištější. Sklon rotační osy Marsu, která není stabilizována žádným velkým měsícem jako v případě země, osciluje mezi „normálním“ sklonem a dosti nahnutými 48°!

Střídají se epochy velice nízkého tlaku, jakou Mars zrovna zažívá, s okamžiky významnějšího zalednění, kdy se planeta rudá mění v planetu bílou a po povrchu se plazí ledovce. V rámci tohoto cyklu může kolísat i tlak, který se může vyšplhat snad až na 10 kPa.

Stopami těchto změn jsou stopy dávných ledovců, a také zvrstvený led polárních čepiček, jehož struktura je na některých místech obnažena.

Teploty a tlaky jsou sice i v příhodných údobích pořád moc nízké pro jezera a oceány, ale nikoli už snad pro malé oázy nebo široký výskyt odolných řas a lišejníků. Pět až deset kPa už by pro takové organismy bohatě stačilo. Tak po tisíciletích zimy mohl povrchový život vždy na nějakou dobu vybujet a rozvinout se, aby zase zmrzl či přešel do spících stádií, čekajících na nové léto.

 

Moře na Marsu?

Vzhledem k tomu, že je voda na povrchu Rudé planety nestabilní a dokonce i led v rovníkovém pásu rychle sublimuje, nikoho ani nenapadlo hledat vodu na Marsu jinde než na pólech či hluboko v půdě. A Mars nás opět překvapil – v únoru roku 2005 byla sondou Mars Express nalezena v rovníkové oblasti Elysium hladká plocha, jejíž povrch nápadně připomíná ledové kry. Jen těžko může jít o něco jiného něž o těleso zmrzlé vody, takové malé marťanské moře.

Toto moře o rozloze 900x800 km je velmi mělké, snad jen 50 m. Ale jaký zázrak jej ochránil před sublimací?

Žádný zázrak, nýbrž všudypřítomný marťanský prach, který povrch malého „moře“ totálně zakryl. I tak však tento útvar nemůže být geologicky příliš starý – nanejvýš 5 miliónů let. Vznikl nejspíše v důsledku sopečné erupce.

Je to jen jeden z mnoha náznaků, že Mars zdaleka není vulkanicky mrtvý – dalším je třeba nález mladých vulkanických kuželů poblíž severního pólu a relativně nedávných (starých cca 20 mll, či dokonce pouhých 2,5 mll) stop vulkanismu na Olympus Mons.

I s ledem jakoby se roztrhl pytel – po objevu mohutných vrstev permafrostu se vynořují důkazy velkých ledovců, byť zakrytých prachem, které také nebudou příliš staré, erozní rýhy po ledovcích dávno zmizelých (Olympus Mons, Kasei Vallis) a teď dokonce moře…

Velké množství ledu a trocha tepla zdola – co víc by si život mohl přát???

 

Zelení mužíčci

Nehodlám zde spekulovat o tvářích či dokonce pyramidách na Marsu. Domnělý obličej je prostým optickým klamem – člověk by čekal, že po patálii s kanály si na podobné věci dáme větší pozor, ale ono nic. Na Marsu nemohla nikdy vzniknout civilizace, jediné artefakty by mohly pocházet od návštěvníků z hvězd, a ani ty by rozhodně neměly podobu lidských obličejů.

Co ale na Marsu vzniknout mohlo?

Nevíme, jak dlouho a v jaké míře existovala na povrchu voda, ani jak rozsáhlé jsou rezervoáry podzemní. Je tedy obtížné odhadnout, co tam vzniklo, jak se to vyvinulo a kde to žije v současné době.

Největší šance na vznik, vývoj i přežití by měly primitivní bakterie žijící bez kyslíku ze sopečných plynů, například některé formy metanogenů nebo organismů sirných. V případě, že povrchové prostředí bylo alespoň někde delší dobu příznivé, mohly se vyvinout i sinice, využívající sluneční světlo k fotosyntéze.

Nepříznivé podmínky mohly vývoj zastavit, anebo naopak urychlit. Vyhynuly všechny formy kromě podzemních litotrofů? Mohly vzniknout povrchové komplexní formy, podobné třeba lišejníkům? To nemůžeme říci, není to však vyloučeno. Nic složitějšího se však asi neobjevilo – nebyly k tomu podmínky ani čas.

 

Panspermie
Meteorit ALH 84001, nalezený v Antarktidě.
 

Není zdaleka nemožné, aby došlo k přenosu života mezi planetami – a to i bez raket a kosmických lodí.

Roku 1984 byl v Antarktidě nalezen posel z hlubin prostoru a času. Dostal nepříliš poetické jméno ALH 84001, ale zato se brzy dočkal zasloužené slávy.

Tento skoro dvoukilový kámen totiž pocházel z Marsu, odkud byl vyražen dopadem mohutného asteroidu před 15 miliony let. Před 13 000 roků pak jeho dráhu zkřížila naše planeta a on skončil v nedozírném ledovém poli. Tisíciletí mrzl v ledovci, než byl nalezen a mohl vypovědět svůj příběh – ačkoli, jak je na Marsu zvykem, i on nám nechal otevřený konec.

Kámen vznikl před 4 miliardami let. Před 3,6 mldl byl vystaven tekoucí vodě – snad žhavé, snad vlažné – která zanechala své stopy v podobě uhličitanů. Velice vzrušující jsou však náznaky existence bakterií. Jsou jimi například zrna nejrůznějších minerálů, které by v přírodě neměly existovat pohromadě – pokud je ovšem nevytvořilo něco živého. Zvláště pozoruhodná jsou zrna  magnetitu, která připomínají útvary, které pozemské bakterie používají jako „kompas.“ Objevily se i polycyklické uhlovodíky, snad zbytky původní organické hmoty. A do třetice také struktury, připomínající zkamenělé bakterie, byť podivně malé.

Rozhodující důkaz to opět není – pouze rozdělil vědce na skeptiky a přesvědčené optimisty – nicméně ukazuje přinejmenším to, že na Marsu byla voda. A souhra několika nalezených stop je přinejmenším hodně podezřelá.

Rozhodně však nález ukazuje, že meteority se mohou dostat z planety na planetu. Bakteriální spory přitom nemusí být nutně zničeny, vydrží celkem dost. Nebylo by tedy možné, že by takto „stopem“ cestoval život po sluneční soustavě?

Tuto alternativu zkoumá teorie, zvaná panspermická, podle níž vznikl život jen na jednom jediném místě ve Sluneční soustavě, odkud se pak rozšířil dál.

A nejpravděpodobněji by tímto místem byl – Mars. Jeho malá gravitace a blízkost pásu asteroidů z něj činí ideální těleso pro vymršťování kamenů do kosmu. Meteority mají sklon pohybovat se směrem ke Slunci – a tedy i k Zemi. V raných dobách dopadalo více planetek než dnes, bylo to skutečné bombardování, které snad trvalo po celou dobu, kdy na Marsu byla hojnost vody. Do kosmu tedy mohlo být vymrštěno hodně materiálu a šance, že ojedinělí mikroskopičtí astronauti dosáhli jiné planety není zanedbatelná.

Snad to tedy byla Rudá planeta, kde život vznikl a byl náhodně roznesen na Zemi a snad i na tehdy ještě přívětivou Venuši nebo Europu.

Vědci nemají panspermickou teorii rádi – argumentují tím, že ničím nepřispívá k řešení problému vzniku života, protože jej pouze přesouvá jinam, a navíc je „netestovatelná“, což je v očích vědců hrdelní zločin. Obě tvrzení jsou naivní a naprosto bludná. Zaprvé, panspermie může k řešení problematiky vzniku života přispět docela podstatně, neboť podmínky na různých tělesech se vzájemně ostře lišily, a pokud se nám nedaří přijít na to, jak mohl život na Zemi vznikat, může to být jednoduše tím, že vznikal jinde za zcela jiných podmínek. Chemismus na Marsu (či jiné planetě, kde by život vznikal) mohl být jiný, a tak tam pracovaly úplně jiné prebiotické procesy než na ranné Zemi. Je možné, že Mars byl obyvatelný už v době, kdy byla Země ještě roztavená díky četným nárazům velkých planetek, a tak tam měl život více času na svůj vznik, a Země jej dostala již hotový ihned, jakmile byla pro osídlení připravena.

Panspermická hypotéza je taktéž naprosto testovatelná – najdeme-li na Marsu život, užívající stejné aminokyseliny a nukleotidy, a dokonce nese některé geny podobné těm, které známe od našich bakterií, bude to prakticky stoprocentní důkaz platnosti panspermické teorie, a podle vývojových stromů bude dokonce možné říci, která planeta je místem původu – ukáže-li se například, že pozemšťané jsou zvláštní podskupinou marťanů, bude jasné, že to byl Mars. Naproti tomu nikdy nelze zcela s jistotou prokázat, že život vznikl opravdu právě na Zemi, neboť u toho nikdo nebyl a veškeré představitelné důkazy dávno zmizely.

Takže nikdo nemůže tvrdit, že panspermická teorie je nevědecká, taková je vlastně spíš teorie pozemského vzniku života v ortodoxním pojetí.

 

Mars nás odjakživa fascinuje – bojíme se ho, a zároveň po něm toužíme.

Co když jsme my všichni původem Marťané, a naše cesty do kosmu jsou pak vlastně jen dlouho odkládaným návratem domů?

 

 

 

Život na Marsu

http://www.spacedaily.com/news/mars-life-04p.html

http://www.esa.int/export/SPECIALS/Mars_Express/

http://mars.euweb.cz/themes/life/index.html

Řasy a lišejníky na Marsu:

http://www.daviddarling.info/encyclopedia/M/Marsveg.html

http://archives.cnn.com/2001/TECH/space/09/07/mars.hungary.life/

http://www.colbud.hu/esa/publications/16AntMetXXVII37-39DDS.pdf

http://mars.spherix.com/color/color.htm

http://www.infojet.cz/science/sci0004.html

Ledovce a oceány na Marsu:

http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn7169

http://www.spacedaily.com/news/mars-water-science-04l.html

http://www.newscientist.com/article.ns?id=mg18324662.600

http://www.esa.int/export/SPECIALS/Mars_Express/SEMLF6D3M5E_0.html

http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/4356363.stm

http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn7039

http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/4727847.stm

http://www.esa.int/SPECIALS/Mars_Express/SEMLF6D3M5E_0.html#subhead4

Meteority z Marsu:

http://en.wikipedia.org/wiki/ALH84001

http://www.lpi.usra.edu/lpi/meteorites/life.html

http://planety.astro.cz/mars/meteority.html

Vulkány na Marsu:

http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/4219858.stm