Obří sopky i komíny života: Geologie Marsu ukazuje planetu, která mohla hostit život

- Vesmír autor: Ladislav Loukota

Více než půl století panovaly v kosmických agenturách naděje, že bychom na Marsu mohli najít nám podobné formy života. Dnes, po řadě robotických misí, se očekávání podobného objevu na Rudé planetě nápadně zmenšila praktiky na nulu. Hledání života se přesouvá na měsíce Jupitera a Saturnu. 

Družice Mars Reconnaissance Orbiter vystopovala na pánvi Eridania na jižní polokouli stopy po někdejších hydrotermálních průduších

Družice Mars Reconnaissance Orbiter vystopovala na pánvi Eridania na jižní polokouli stopy po někdejších hydrotermálních průduších,zdroj: NASA

Čím více toho o Marsu víme, tím více se nám ukazuje, jak malé odlišnosti stačí k tomu, aby byly šance (zřejmě) života na něm navždy pohřbeny. Dvojice geologických studií totiž ukazuje, že starý Mars byl nápadně podobný Zemi.

Začněme od konce. Nejnovější z obou prací objevila pomocí snímku družice Mars Reconnaissance Orbiter na pánvi Eridania na jižní polokouli stopy po někdejších hydrotermálních průduších. Ty se zde mohly vyskytovat přibližně před 3,7 miliardy let, kdy oblast hostila na 210 000 kilometrů krychlových vody (ve formě tekutiny a zřejmě i ledu). 

Nejenže byly průduchy zřejmě s to zásobovat dávná marťanská jezera teplem a minerály z tehdejšího aktivního planetárního jádra. Spektrometrické údaje MRO navíc ukazují, že v okolí sloupů se vyskytuje mix minerálů podobných okolí podmořských průduchů na naší planetě. 

Komíny z nitra planety

Hydrotermální průduchy můžete na Zemi znát například jako slavné černé kuřáky – "komíny" na oceánském dnu, z nichž vyvěrá horká černá voda zahřívaná teplem ze zemského nitra. Na Zemi jsou tyto průduchy aktivní stále, na Marsu nikoliv.

I dnes u pozemských průduchů existují unikátní biomy, jejichž zdrojem energie není sluneční světlo, ale právě energie komínu. Evoluční biologové přitom loni došli studiem nejstarších vyskytujících se genů DNA k tomu, že první "skutečné" formy života na Zemi (tzv. hypotetický Poslední univerzální společný předek) zřejmě vznikly právě v okolí podobných průduchů. 

Nový nález pravděpodobných prastarých hydrotermálních průduchů na povrchu Marsu naznačuje, že podmínky minimálně pro vznik jednobuněčných organismů mohly panovat i zde. "I kdybychom nikdy nenašli známky života na Marsu, nález tohoto druhu prostředí indikuje, kde mohl vzniknout život na Zemi," sdělil spoluautor studie Paul Niles v prohlášení Johnsonova kosmického centra, "Vulkanická aktivita v kombinaci se stojatými vodami poskytovala podmínky, které existovaly toho času i na Zemi – v době, kdy zde docházelo ke vzniku života." 

Bez vulkanismu to nejde

Mars měl však oproti Zemi jednu podstatnou nevýhodu. Jeho vulkanismus v rámci sluneční soustavy zřejmě platil za výjimečně pomalého řidiče planetárního vývoje. A to mohlo případnému životu vznikajícímu v Eridanii navždy zpečetit osud. 

NASA

Podmořské komíny vycházející z nitra planety,zdroj:NASA

Výbuch sopky dnes možná vnímáme spíše negativně, bez vulkanismu by však naše planeta nebyla odlišná od povrchu Měsíce. Sopečná aktivita pomohla zásobovat povrch plyny, které postupně vytvořily první atmosféru. Nezůstalo ovšem pouze u toho. Vulkanismus sám je i projev aktivního jádra planety – nejenže srze geodynamo vytváří magnetické pole, ale posunuje i kontinentálními deskami na Zemi. 

Z toho, co o sluneční soustavě víme, se trvalá desková tektonika vyskytuje jenom a pouze na naší Modré planetě. Jednou z hypotéz zdůvodňujících tuto skutečnost je přítomnost velkého množství vody (respektive jakékoliv tekutiny) na povrch. A ačkoliv mohla desková tektonika v minulosti existovat i na Marsu a Venuši, bez velkých oceánů na povrchu by zřejmě došlo na její stagnaci a zastavení.

Neznamená to, že Mars nebyl, či dokonce stále není do určité míry geologicky aktivní. Ačkoliv z Marsu známe celou řadu sopek, nikdy v dosavadní historii jsme nepozorovali byť jen jedinou erupci. Někteří geologové přesto spekulují, že uvnitř Rudé planety může ještě nějaká energie třímat.

Náznaky možných zbytků aktivního vulkanismu by se objevily ve formě občasných marsotřesení, k nimž zde zřejmě stále dochází zhruba jednou za milion let. Z valné většiny je však zřejmé, že jádro Marsu má své nejlepší roky za sebou. 

Marťanské vulkány jsou pomalé

Doposud z toho vědci vinili zejména menší velikost planety – při průměru 3396 kilometrů je Mars zhruba poloviční oproti Zemi. Logika praví, že menší těleso uvolní svou vnitřní energii (alespoň bez vnější pomoci jako v případě Io u Jupiteru) rychleji než těleso větší. Druhá aktuální studie ale naznačuje, že problém by mohl být i v pomalejší aktivitě marťanských vulkánů. 

Mezinárodnímu týmu geologů z Enviromentálního výzkumného centra skotských universit, Univerzity Glasgow, Přírodního muzea v Londýně a Národní laboratoře Lawrence Livermora v Kalifornii se nyní podařilo poprvé spočítat tempo růstu – a tak i aktivity – marťanské sopky napříč historií planety. 

Vědci k tomu posbírali šestici meteoritů dopadnutých na Zemi pocházejících z Marsu. Tyto poslové Rudé planety byli vyvrženi zřejmě při dopadu asteroidu na Mars před jedenácti miliony let. Pocházejí tedy rovněž ze stejné oblasti na Rudé planetě. 

mars

Sopky na Marsu byly aktivní i 90 milionů let,zdroj:NASA

Co je podstatnější, datování původního stáří vytvoření vnitřku meteoritů – a tak i staří indikující období, kdy byly horniny vyvrženy z nitra Marsu na povrch – ukázalo, že kameny na Marsu vznikly před 1,3 až 1,4 miliardy let. Vzorky pocházely ze čtyř různých vulkanických erupcí, na něž došlo v průběhu 90 milionů let. Lze tedy předpokládat, že je postupně vyvrhla stejná sopka.

Devadesát milionů let je však mnohem delší život, než jaký mají sopky na Zemi – naše vulkány jsou obvykle aktivní jenom po několik málo milionů let. Je navíc pravděpodobné, že marťanská sopka mohla být aktivní i delší periodu času předtím. Impakt asteroidu totiž vyvrhnul k Zemi jenom marťanské horniny na povrchu, nikoliv hlouběji. 

Z dat byli geologové schopnosti vypočítat model, který indikuje, že daný vulkán na Marsu rostl nejen déle, ale i výjimečně pomalu – přibližně tisíckrát pomaleji než sopky na Zemi. NASA má i svého kandidáta na zdrojový vulkán – 12,6 kilometru vysoká sopka Elysium Mons disponuje ve svém okolí impaktním kráterem, který je zřejmě zhruba 11 milionů let starý a jeho velikost odpovídá možnostem vyvrhnout při vzniku část horniny k Zemi. 

Sopky aktivní desítky milionů let

Již starší data indikují, že první sopky na Marsu vznikaly před 3,5 miliardy let. Zdá se však, že oproti Zemi, kde přestávají být sopky aktivní po několika milionech let kvůli posunu tektonických desek (který zajistí, že daný vulkán ztratí spojení se žhavým nitrem), na Marsu mohly sopky dorůst do extrémní velikosti. Důvodem je pravděpodobně skutečnost, že Mars deskovou tektoniku oproti Zemi zcela postrádá. 

Právě to mohl být jeden z důvodů absence života na Rudé planetě. Spekuluje se, že bez deskové tektoniky by Země nebyla s to udržovat vyvážený uhlíkový cyklus, při němž je uhlík jako stavební kámen organických sloučenin vyměňován mezi biosférou, litosférou, hydrosférou a atmosférou.

Uhlíkovým cyklem se většinou myslí procesy jako fotosyntéza, velkým a dost možná kritickým komponentem cyklu je však i tektonická aktivita (uvolňující uhlík do atmosféry) a desková tektonika („pohřbívající“ uhlík vázaný v půdě naopak zpět do zemské kůry). 

Platí přitom, že kdyby v atmosféře bylo příliš mnoho uhlíku, Země by mohla skončit jako žhavá Venuše. Pokud by ho naopak bylo příliš málo, výsledekm by mohl připomínat spíše chladný Mars. 

Pro potvrzení závěrů obou prací by bylo nutné k Rudé planetě vyslat specializovanou misi – prozatím z obou vědeckých prací máme jenom náznaky pomalého růstu sopek a hydrotermálních průduchů. Možný vliv na vznik či nevznik života je tedy spíše projekcí složenou z náznaků dat.

Mars však zjevně v minulosti byl velmi podobný staré Zemi, přesto se obě planety nápadně rozešly. Pokud by důvodem tohoto byla i absence deskové tektoniky, dávalo by to dohromady další střípek důkazů o tom, že podmínky na Zemi byly pro vznik života skutečně extrémně výjimečné. 

I relativně podobná konstelace možností na jiných planetách totiž při relativně malé odlišnosti může křehký život nadobro zardousit. 

Obě studie byly publikovány v magazínu Nature. 

Tagy: Mars sluneční soustava Vesmír věda a poznání voda na Marsu vulkanismus

Zdroje: vlastní