Pada 7 Ogos 1996, para pemberita, jurugambar dan pengendali kamera televisyen melonjak ke ibu pejabat NASA di Washington, DC Orang ramai tidak menumpukan perhatian kepada para saintis yang duduk di auditorium NASA tetapi pada kotak plastik kecil yang jelas di atas meja di hadapan mereka. Di dalam kotak itu adalah bantal beludru, dan terletak di atasnya seperti permata mahkota adalah batu dari Marikh. Para saintis mengumumkan bahawa mereka akan menemui tanda-tanda kehidupan di dalam meteorit itu. Pentadbir NASA Daniel Goldin dengan gembira mengatakan ia adalah hari yang "sukar dipercayai". Dia lebih tepat daripada dia tahu.
Batu itu, para penyelidik menjelaskan, telah membentuk 4.5 bilion tahun yang lalu di Marikh, di mana ia kekal hingga 16 juta tahun yang lalu, apabila ia dilancarkan ke angkasa, mungkin oleh kesan asteroid. Batu itu mengembara sistem solar dalaman sehingga 13, 000 tahun lalu, ketika ia jatuh ke Antartika. Ia duduk di atas ais di dekat AllanHills sehingga tahun 1984, ketika ahli-ahli geologi menembak kereta salji meraupnya.
Para saintis yang diketuai oleh David McKay dari JohnsonSpaceCenter di Houston mendapati bahawa batu, yang dipanggil ALH84001, mempunyai solek kimia khas. Ia mengandungi gabungan mineral dan sebatian karbon yang di Bumi dicipta oleh mikrob. Ia juga mempunyai kristal besi oksida magnet, yang dipanggil magnetit, yang menghasilkan beberapa bakteria. Selain itu, McKay mempersembahkan kepada orang ramai satu pandangan mikroskop elektron mengenai batu yang menunjukkan rantai globules yang menimbulkan persamaan yang menarik kepada ranta-ranta bahawa terdapat beberapa bakteria di Bumi. "Kami percaya bahawa ini memang mikrofosil dari Marikh, " kata McKay sambil menambahkan bahawa bukti itu bukan "bukti mutlak" kehidupan Martian yang lalu tetapi "petunjuk dalam arah itu."
Antara yang terakhir untuk bercakap pada hari itu ialah J. William Schopf, University of California di paleobiolog Los Angeles, yang pakar dalam fosil Bumi awal. "Saya akan menunjukkan kepada anda bukti kehidupan yang paling lama di planet ini, " kata Schopf kepada penonton, dan memaparkan satu roket mikroskopik fosil yang berusia 3.465 bilion tahun yang telah dijumpai di Australia. "Ini adalah fosil yang boleh dibuktikan, " kata Schopf, yang menyiratkan gambar-gambar Mars di NASA. Dia ditutup dengan mengutip ahli astronomi Carl Sagan: "Tuntutan luar biasa memerlukan bukti yang luar biasa."
Walaupun terdapat kecurigaan Schopf, pengumuman NASA telah disemai di seluruh dunia. "Marikh tinggal, batu menunjukkan Meteorit memegang bukti kehidupan di dunia lain, " kata New York Times. "Fosil dari planet merah boleh membuktikan bahawa kita tidak bersendirian, " kata The Independent of London .
Sepanjang sembilan tahun yang lalu, para saintis telah mengambil kata-kata Sagan dengan sangat hati-hati. Mereka telah meneliti meteorit Martian (yang kini dilihat di Muzium Sejarah Alam Kebangsaan Smithsonian), dan beberapa hari ini percaya bahawa ia menyerang mikroba Mars.
Kontroversi telah mendorong para saintis bertanya bagaimana mereka dapat mengetahui sama ada ganjil, kristal atau keanehan kimia adalah tanda kehidupan-bahkan di Bumi. Adebate telah membakar beberapa bukti tertua untuk kehidupan di Bumi, termasuk fosil yang Schopf dengan bangganya dipamerkan pada tahun 1996. Soalan-soalan utama dipertaruhkan dalam perdebatan ini, termasuk bagaimana kehidupan mula-mula berkembang di Bumi. Sesetengah saintis mencadangkan bahawa untuk beberapa ratus juta tahun pertama kehidupan itu wujud, ia menyerupai sedikit persamaan dengan kehidupan seperti yang kita ketahui hari ini.
Penyelidik NASA mengambil pelajaran dari perdebatan tentang kehidupan di Bumi ke Marikh. Sekiranya semuanya berjalan seperti yang dirancang, generasi baru akan tiba di Marikh dalam dekad yang akan datang. Misi-misi ini akan menggabungkan bioteknologi canggih yang direka untuk mengesan molekul individu yang dibuat oleh organisma Martian, sama ada hidup atau lama mati.
Pencarian hidup di Marikh telah menjadi lebih banyak terima kasih di bahagian untuk pemeriksaan oleh dua pencuri yang kini menjelajah permukaan Marikh dan satu lagi kapal angkasa yang mengorbit planet ini. Dalam beberapa bulan kebelakangan ini, mereka telah membuat satu siri penemuan yang mengagumkan yang, sekali lagi, menggoda saintis untuk mempercayai bahawa kehidupan Marbel hidup-atau telah melakukannya pada masa lalu. Pada persidangan Februari di Belanda, penonton pakar Mars diteliti tentang kehidupan Marikh. Kira-kira 75 peratus saintis berkata bahawa mereka menyangka kehidupan yang pernah ada di sana, dan daripada mereka, 25 peratus berpendapat bahawa kehidupan haram Marikh hari ini.
Pencarian untuk sisa-sisa fosil organisme bersel tunggal tunggal seperti bakteria lepas landas pada tahun 1953, apabila Stanley Tyler, seorang ahli geologi ekonomi di University of Wisconsin, hairan dengan beberapa batu berumur 2.1 bilion tahun yang dikumpulkannya di Ontario, Kanada . Batu-batu hitam yang gelasnya yang dikenal sebagai cherts dimuatkan dengan filamen mikroskopik dan bola kosong. Bekerja dengan paleobotonis Harvard Elso Barghoorn, Tyler mencadangkan bentuknya sebenarnya fosil, ditinggalkan oleh bentuk kehidupan kuno seperti alga. Sebelum kerja-kerja Tyler dan Barghoorn, beberapa fosil telah dijumpai yang meramalkan Tempoh Kambrium, yang bermula kira-kira 540 juta tahun yang lalu. Kini kedua-dua ahli sains itu mengemukakan bahawa kehidupan kini jauh lebih awal dalam sejarah 4.55 bilion tahun planet kita. Berapa jauh lagi ia terus kekal untuk ahli-ahli sains yang baru dapat ditemui.
Dalam dekad yang akan datang, paleontolog di Afrika mendapati jejak fosil berusia 3 bilion tahun bakteria mikroskopik yang hidup di terumbu karang besar-besaran. Bakteria juga boleh membentuk apa yang disebut biofilm, koloni yang tumbuh di lapisan nipis di permukaan seperti batu dan lautan, dan saintis telah menemui bukti kukuh untuk biofilm sejak 3.2 bilion tahun.
Tetapi pada masa persidangan akhbar NASA, tuntutan fosil tertua milik UCLA William Schopf, lelaki yang bercakap dengan skeptikal mengenai penemuan NASA pada persidangan yang sama. Semasa 1960-an, 70-an dan 80-an, Schopf telah menjadi pakar utama dalam bentuk kehidupan awal, menemui fosil di seluruh dunia, termasuk bakteria fosil berusia 3 bilion tahun di Afrika Selatan. Kemudian, pada tahun 1987, dia dan beberapa rakan sekerja melaporkan bahawa mereka telah menemukan fosil mikroskopik 3.465 bilion tahun di sebuah laman web yang dipanggil Warrawoona di pedalaman Australia Barat-yang akan dipaparkan pada persidangan akhbar NASA. Bakteria dalam fosil begitu canggih, kata Schopf, bahawa mereka menunjukkan "kehidupan telah berkembang pada masa itu, dan oleh itu, kehidupan berasal lebih awal daripada 3.5 bilion tahun yang lalu."
Sejak itu, saintis telah membangunkan kaedah lain untuk mengesan tanda-tanda awal kehidupan di Bumi. Yang melibatkan pengukuran isotop yang berbeza, atau bentuk atom, karbon; nisbah isotop menunjukkan bahawa karbon pernah menjadi sebahagian daripada benda hidup. Pada tahun 1996, satu pasukan penyelidik melaporkan bahawa mereka telah menemui tandatangan hidup di batuan dari Greenland sejak tahun 3.83 bilion tahun.
Tanda-tanda kehidupan di Australia dan Greenland sangat tua, terutamanya mengingat bahawa kehidupan mungkin tidak dapat bertahan di Bumi untuk beberapa ratus juta tahun pertama di planet ini. Itu kerana asteroid membombardirnya, mendidih lautan dan mungkin mensterilkan permukaan bumi sebelum sekitar 3.8 bilion tahun yang lalu. Bukti fosil mencadangkan bahawa kehidupan muncul tidak lama lagi selepas dunia kita menjadi sejuk. Seperti yang ditulis Schopf dalam bukunya Cradle of Life, penemuannya pada tahun 1987 "memberitahu kita bahawa evolusi awal berjalan sangat jauh dengan cepat."
Permulaan yang cepat untuk hidup di Bumi mungkin bermakna kehidupan juga boleh muncul dengan cepat di dunia lain-sama ada planet-planet seperti Bumi yang mengelilingi bintang-bintang lain, atau mungkin juga planet atau bulan lain dalam sistem suria kita sendiri. Daripada jumlah ini, Marikh telah lama memandang yang paling menjanjikan.
Permukaan Mars hari ini tidak sepertinya jenis tempat yang ramah kepada kehidupan. Ia kering dan sejuk, menjunam sejauh -220 darjah Fahrenheit. Suasana tipisnya tidak dapat menghalang sinaran ultraviolet dari angkasa, yang akan menghancurkan sebarang benda hidup yang diketahui di permukaan planet ini. Tetapi Marikh, yang setua Bumi, mungkin lebih baik pada masa lalu. The gullies dan katil tasik kering yang menandakan planet menunjukkan bahawa air sekali mengalir di sana. Terdapat juga alasan untuk mempercayai, para astronom mengatakan, bahawa suasana awal Marikh cukup kaya dengan karbon dioksida yang menjerat panas untuk menghasilkan kesan rumah hijau, menghangatkan permukaan. Dengan kata lain, Mars awal adalah seperti awal bumi. Jika Marikh telah hangat dan basah untuk berjuta-juta atau bahkan berbilion tahun, kehidupan mungkin mempunyai cukup masa untuk muncul. Apabila keadaan di permukaan Marikh menjadi jahat, kehidupan mungkin telah pupus di sana. Tetapi fosil mungkin telah ditinggalkan. Bahkan mungkin hidup dapat bertahan di Marikh di bawah permukaan, berdasarkan beberapa mikroba di Bumi yang berkembang jauh di bawah tanah.
Apabila Mckay Nasa menyampaikan gambar-gambar fosil Martian ke akhbar hari itu pada tahun 1996, salah satu daripada berjuta-juta orang yang melihatnya di televisyen adalah seorang ahli mikrobiologi alam sekitar British yang bernama Andrew Steele. Beliau baru sahaja memperolehi PhD di University of Portsmouth, di mana beliau sedang mengkaji biofilm bakteria yang dapat menyerap radioaktif daripada keluli yang tercemar di kemudahan nuklear. Seorang pakar dalam mikroskopik mikroba, Steele mendapat nombor telefon McKay dari bantuan direktori dan memanggilnya. "Saya dapat memberikan anda gambaran yang lebih baik daripada itu, " katanya, dan meyakinkan McKay untuk menghantar kepadanya meteorit. Analisis Steele begitu baik sehingga tidak lama lagi dia bekerja untuk NASA.
Bagaimanapun, ironisnya, kerjanya menggagalkan bukti NASA: Steele mendapati bakteria bumi mencemari meteorit Marikh. Biofilms telah terbentuk dan merebak melalui keretakan ke pedalamannya. Hasil Steele tidak membuktikan fosil Martian secara langsung-mungkin bahawa meteorit itu mengandungi fosil Martian dan kontaminasi Antartika - tetapi, katanya, "Masalahnya, bagaimana anda memberitahu perbezaannya?" Pada masa yang sama, ahli sains lain menunjuk bahawa proses tidak hidup di Marikh juga boleh mencipta globules dan gumpalan magnetit yang ditakrif oleh para saintis NASA sebagai bukti fosil.
Tetapi McKay berdiri dengan hipotesis bahawa microfossilsnya berasal dari Marikh, mengatakan ia "konsisten sebagai pakej dengan kemungkinan asal biologi." Sebarang penjelasan alternatif mesti menjelaskan semua keterangan, katanya, bukan sekadar satu sekeping.
Kontroversi telah menimbulkan persoalan mendalam di dalam minda ramai saintis: Apa yang diperlukan untuk membuktikan kehadiran hidup berbilion tahun yang lalu? pada tahun 2000, ahli paleontologi oxfordMartin Brasier meminjam fosil Warrawoona asal dari NaturalHistoryMuseum di London, dan dia dan Steele dan rakan-rakan mereka telah mempelajari kimia dan struktur batu-batu. Pada tahun 2002, mereka membuat kesimpulan bahawa adalah mustahil untuk mengatakan sama ada fosil itu benar, pada asasnya menimbulkan kerja Schopf terhadap keraguan yang sama yang Schopf telah menyatakan tentang fosil dari Marikh. "Ironinya tidak hilang padaku, " kata Steele.
Khususnya, Schopf telah mencadangkan bahawa fosilnya adalah bakteria fotosintetik yang menangkap cahaya matahari di lagun cetek. Tetapi Brasier dan Steele dan rakan sekerja menyimpulkan bahawa batuan telah terbentuk di dalam air panas yang dimuatkan dengan logam, mungkin di sekeliling ventilasi panas di bahagian bawah lautan-hampir tidak semacam tempat di mana mikroba yang mencintai matahari dapat bertumbuh. Dan analisis mikroskopik batu itu, Steele berkata, samar-samar, ketika dia menunjukkan satu hari di makmalnya dengan memunculkan slaid dari cincin Warrawoona di bawah mikroskop yang dicampur dengan komputernya. "Apa yang kita tengok di sana?" Dia bertanya, memetik serutan secara rawak di skrinnya. "Beberapa kotoran kuno yang telah ditangkap dalam batu? Adakah kita melihat kehidupan? Mungkin, mungkin. Anda dapat melihat betapa mudahnya anda menipu diri sendiri. Tidak ada yang mengatakan bahawa bakteria tidak boleh hidup dalam ini, tetapi tidak ada yang mengatakan bahawa anda sedang melihat bakteria. "
Schopf telah bertindak balas terhadap kritikan Steele dengan penyelidikan baru sendiri. Menganalisis sampelnya lebih lanjut, dia mendapati bahawa ia terbentuk daripada bentuk karbon yang dikenali sebagai kerogen, yang akan dijangkakan dalam sisa-sisa bakteria. Dari pengkritiknya, Schopf berkata, "mereka ingin terus mempertahankan perdebatan itu, tetapi buktinya sangat menggembirakan."
Perselisihan itu adalah tipikal dari medan bergerak pantas. Ahli geologi Christopher Fedo dari George Washington University dan ahli geokhronologi Martin Whitehouse dari Muzium Sejarah Alam Sweden telah mencabar karbon jejari molekular berusia 3.83 bilion tahun dari Greenland, mengatakan bahawa batu itu terbentuk dari lava gunung berapi, yang terlalu panas untuk mikrob untuk bertahan. Lain-lain tuntutan baru-baru ini juga berada di bawah serangan. Ayear lalu, satu pasukan saintis membuat berita utama dengan laporan terowong kecil mereka dalam batu-batu Afrika berusia 3.5 bilion tahun. Para saintis berpendapat bahawa terowong dibuat oleh bakteria purba sekitar zaman batu itu terbentuk. Tetapi Steele menegaskan bahawa bakteria mungkin telah menggali terowong tersebut berbilion-bilion tahun kemudian. "Jika anda bertarikh London Underground seperti itu, " kata Steele, "anda akan mengatakan ia berusia 50 juta tahun, kerana itulah berapa batu di sekelilingnya."
Perdebatan-perdebatan semacam itu mungkin kelihatan tidak enak, tetapi kebanyakan saintis gembira melihatnya terungkap. "Apa yang akan dilakukan ialah mendapatkan ramai orang untuk melancarkan lengan mereka dan mencari lebih banyak barangan, " kata ahli geologi MIT, John Grotzinger. Pasti, perdebatan mengenai ketetapan dalam rekod fosil, bukan tentang kewujudan mikrob lama, lama dahulu. Malah skeptik seperti Steele tetap yakin bahawa biofilm mikrobiologi hidup 3.2 bilion tahun yang lalu. "Anda tidak boleh ketinggalan mereka, " kata Steele mengenai filamen web yang tersendiri yang kelihatan di bawah mikroskop. Dan tidak pun pengkritik telah mencabar terbaru dari Minik Rosing, dari Muzium Geologi Universiti Copenhagen, yang telah menemui tandatangan isotop kehidupan karbon dalam sampel batu 3.7 bilion tahun dari Greenland - bukti hidup yang paling tidak dapat dipertikaikan di Bumi .
Dipertaruhkan dalam perdebatan ini bukan hanya masa evolusi awal hidup, tetapi jalan yang diambilnya. Sepanjang bulan September, contohnya, Michael Tice dan Donald Lowe dari StanfordUniversity melaporkan pada tikus mikrob 3, 416 bilion tahun yang dipelihara di batu-batu dari Afrika Selatan. Mikroba, kata mereka, melakukan fotosintesis tetapi tidak menghasilkan oksigen dalam proses tersebut. Sebilangan kecil spesies bakteria hari ini melakukan fotosintesis yang sama-anoxygenic yang dipanggil-dan Tice and Lowe mencadangkan bahawa mikroba tersebut, dan bukannya fotosintesis konvensional yang dikaji oleh Schopf dan yang lain, berkembang semasa evolusi awal kehidupan. Melihat bab awal kehidupan akan memberitahu saintis tidak hanya banyak tentang sejarah planet kita. Ia juga akan membimbing mereka mencari tanda-tanda kehidupan di tempat lain di alam semesta-bermula dengan Marikh.
Pada Januari 2004, NASA meraih Roh dan Peluang mula melancarkan landskap Mars. Dalam masa beberapa minggu, Peluang telah menemui bukti terbaik lagi bahawa air sekali mengalir di permukaan planet. Kimia batu yang dicampurkan dari dataran yang disebut Meridiani Planum menunjukkan bahawa ia telah dibentuk berbilion tahun yang lalu di laut yang cetek dan panjang. Salah satu hasil yang paling penting dalam misi rover ini, kata Grotzinger, ahli pasukan sains rover, adalah pemerhatian robot yang meridakan pada Meridiani Planum nampaknya tidak dihancurkan atau dimasak hingga ke tahap batu yang sama dengan Bumi umur telah-struktur kristal mereka dan lapisan tetap utuh. Ahli paleontologi tidak dapat meminta tempat yang lebih baik untuk memelihara fosil selama berbilion tahun.
Tahun lepas telah membawa laporan yang mengasyikkan. Siasatan pengesanan dan teleskop berasaskan darat mengesan metana di atmosfera Marikh. Di Bumi, mikrob mengeluarkan banyak metana, walaupun ia juga boleh dihasilkan oleh aktiviti gunung berapi atau tindak balas kimia di kerak bumi. Pada bulan Februari, laporan melancarkan melalui media mengenai kajian NASA mendakwa bahawa metana Marikh mungkin dihasilkan oleh mikrob bawah tanah. Ibu pejabat NASA dengan cepat melompat ke dalam-mungkin bimbang tentang pengulangan kegilaan media yang mengelilingi meteorit Martian-dan menyatakan bahawa ia tidak mempunyai data langsung yang menyokong tuntutan untuk kehidupan di Marikh.
Tetapi beberapa hari kemudian, saintis Eropah mengumumkan bahawa mereka telah mengesan formaldehida di atmosfera Marikh, satu lagi kompaun yang, di Bumi, dihasilkan oleh makhluk hidup. Sejurus selepas itu, para penyelidik di Agensi Angkasa Eropah mengeluarkan imej Elysium Plains, rantau di sepanjang khatulistiwa Mars. Tekstur landskap, mereka berpendapat, kawasan itu adalah lautan beku hanya beberapa juta tahun yang lalu-tidak lama, dalam masa geologi. Laut Afrozen masih boleh berada di sana hari ini, dikebumikan di bawah lapisan debu gunung berapi. Walaupun air masih belum dijumpai di permukaan Marikh, sesetengah penyelidik yang mempelajari ikan galak Martian mengatakan bahawa ciri-ciri ini mungkin dihasilkan oleh akuifer bawah tanah, mencadangkan bahawa air, dan bentuk kehidupan yang memerlukan air, mungkin tersembunyi di bawah permukaan.
Andrew Steele adalah salah seorang saintis yang merekabentuk peralatan generasi akan datang untuk menyelidik kehidupan di Marikh. Satu alat dia merancang untuk mengeksport ke Marikh dipanggil microarray, slaid kaca ke antibodi yang berbeza. Setiap antibodi mengiktiraf dan mengetuk ke dalam molekul tertentu, dan setiap titik antibodi tertentu telah dicampur dengan cahaya apabila ia mendapati pasangan molekulnya. Steele mempunyai bukti awal bahawa microarray dapat mengenali harapan fosil, molekul yang terdapat dalam dinding sel bakteria, dalam sisa biofilm berusia 25 juta tahun.
Sepanjang bulan September, Steele dan rakan-rakannya mengembara ke pulau Svalbard, Arctic yang berceranggah, di mana mereka menguji alat di kawasan ekstrim kawasan itu sebagai permulaan untuk meletakkannya di Marikh. Sebagai pengawal Norway bersenjata terus mencari beruang kutub, saintis menghabiskan berjam-jam duduk di atas batu-batu yang sejuk, menganalisis serpihan batu. Perjalanan itu berjaya: antibodi microarray mengesan protein yang dibuat oleh bakteria yang kuat dalam sampel batu, dan saintis mengelakkan menjadi makanan untuk beruang.
Steele juga bekerja di sebuah peranti yang dikenali sebagai MASSE (Modular Assays untuk Penerokaan Sistem Suria), yang secara sementara dijangka terbang pada ekspedisi 2011 Space Agency Eropah ke Marikh. Dia membayangkan batu-batu rover menghancurkan menjadi serbuk, yang boleh diletakkan ke dalam MASSE, yang akan menganalisis molekul-molekul dengan mikroarray, mencari molekul biologi.
Cepat, pada tahun 2009, NASA akan melancarkan Rover Makmal Sains Mars. Ia direka untuk memeriksa permukaan batu untuk tekstur aneh yang ditinggalkan oleh biofilm. Makmal Mars juga boleh mencari asid amino, blok bangunan protein, atau sebatian organik lain. Mencari sebatian sebegini tidak membuktikan kewujudan kehidupan di Marikh, tetapi ia akan meningkatkan kes itu dan memacu para saintis NASA untuk melihat dengan lebih dekat.
Sukarnya untuk menganalisis marin, mereka dibuat lebih kompleks dengan ancaman pencemaran. Mars telah dikunjungi oleh sembilan kapal angkasa, dari Mars 2, sebuah siasatan Soviet yang terhempas ke planet ini pada tahun 1971, untuk Peluang dan Roh NASA. Mana-mana salah satu daripada mereka mungkin telah membuang mikrob Bumi. "Mungkin mereka mendarat dan menyukainya di sana, dan angin itu boleh meniup mereka di seluruh tempat, " kata Jan Toporski, seorang ahli geologi di Universiti Kiel, di Jerman. Dan permainan antar planet yang sama dengan kereta bumper yang melanda sekeliling Marikh ke Bumi mungkin telah menyemburkan kepingan Bumi di Marikh. Sekiranya salah satu dari batu-batu daratan itu tercemar dengan mikrob, organisma mungkin terselamat di Marikh-sekurang-kurangnya, dan meninggalkan kesan-kesan geologi di sana. Namun saintis yakin mereka boleh membangunkan alat untuk membezakan antara mikrob Bumi dan Martian yang diimport.
Mencari tanda-tanda kehidupan di Marikh bukan satu-satunya matlamat. "Jika anda mendapati persekitaran yang boleh dihuni dan tidak dapat didiami, maka itu memberitahu anda sesuatu, " kata Steele. "Jika tidak ada nyawa, mengapa tidak ada nyawa? Jawapannya membawa kepada lebih banyak soalan. "Yang pertama adalah apa yang menjadikan bumi sangat kaya dengan kehidupan. Pada akhirnya, usaha yang dicurahkan untuk mengesan kehidupan primitif di Marikh boleh membuktikan nilai terbaiknya di sini di rumah.
