ÉS AZ ÉLET?
Mint bolygó, a Mars haldoklik. Akkor felületén is haldoklik az élet, már
ha egyáltalán van. De a bolygó haldoklása még évmilliárdokig folyhat; ettől
ma még egészen virulens életet találhatnánk. A Mariner-9 nem látott zöld
vagy kék növényzetet, de ettől még valamilyen élet lehet.
Víz van a Marson. A légkör vízpárája csak hajszálnyi hártyát adhatna, de
sikerült felmérni a sarki jég mennyiségét, és a képekből úgy látszik, lehet
jég a talajba fagyva. És a felvételeken a csatornák helyett láthatunk valami
mást: kiszáradt folyómedreket. Néhány ilyen világosan látszik a Mariner-9
képein: van pl. egy hatalmas, 40 km széles, 4,5 km mély meder. Ezeket csak
víz moshatta ki: pl. a láva sokkal ragadósabb, lomhábban folyik, nem hozhat
létre kanyargós valódi folyómedreket. Három magyarázat született.
Lehet, hogy a talaj mélyében rejlő fagyott örök jég egy-egy nagy tömbje
hirtelen megolvad, mikor a bolygó belsejében felszálló melegáramlás irányt
változtatva alája kerül. (Az Olympus Mons példája ugyan azt mutatja, hogy az
áramlás sokáig ugyanott éri a kérget, de azért néha lehetnek mozgások.)
Ekkor hirtelen szökőárként tör elő a víz, mindent el- és kimosva.
Lehet, hogy a folyók 2 milliárd éve, a melegebb múltban folytak. Valóban,
a szakértők a folyóvölgyeket régieknek becsülik: van, amelyiket 4 milliárd
évesnek, van, amelyiket 500 millió évesnek. Lehet, hogy, a folyóvölgyek az
élő Mars tanúi, de ma már nem keletkeznek újak, és sohasem többé.
Lehet, hogy még izgalmasabb a helyzet, és lesz még a Mars kellemesebb
hely. Hogy ezt megértsük, beszélnünk kell az üvegházhatásról. Egy üvegházban
télen akkor is melegebb van, ha nem fűtjük. A Nap fénye leginkább a látható
fény hullámhosszain jön, amelyeken az üveg eléggé átlátszó. Ez azért van
így, mert a Nap kb. 6000 K fokos. De a felmelegített földi táj kb. 300 K
fokon sugároz, az infravörösben. Ebből az üveg eléggé sokat elnyel. A meleg
tehát könnyebben jut be, mint ki. Ugyanez történik az egész Földdel is.
Légköre nélkül (a Naptól mért távolságból számítva) vagy 25 fokkal hidegebb
lenne rajta, fagyott óceánokkal. Az élet azért lehetséges, mert a légkör
vízgőzt és szén-dioxidot tartalmaz: ezek az infravörös fény egy részét
elnyelik és itt tartják.
A Mars légköre ritka, és ráadásul vízgőzt alig tartalmaz, azért az
üvegháztartás rajta csak kevéssé működhet. De ha valaki csak egyszer jól
felmelegítené, mindjárt más lenne a helyzet. Vízpára jutna a levegőbe,
ráadásul a sarkvidéken bizonyára ott lévő fagyott szén-dioxid is
elpárologna. A légkör sűrűbbé válna, és a többlet épp a jó hőtartó két gáz
lenne. Ha elég van belőlük, annyi hőt tarthatnának bent, hogy azután már ki
sem fagynának!
Persze nem tudjuk, elég-e ehhez a jég és szárazjég a Marson. Majd
megtudjuk. De mi melegítené fel akár egyszer is a Marsot? Nos, ilyen hatás
van. A Földön is látjuk, kisebb mértékben, és ez okozza az eljegesedések
periodikus visszatérését és megszűntét. A Föld pályája és tengelyhajlása a
többi bolygó zavaró hatása alatt, kismértékben de folyton változik: időnként
hűvös nyarak jönnek langyos telekkel, időnként forró nyarak hideg telekkel.
Az első esetben a sarki jég folyton hízik, mert a hűvös nyáron nem olvad el.
E jég azután visszaveri a napfényt: a Föld hűl. De amikor a forgástengely
ferdébb lesz, a sarki táj nyáron magasabbról kapja a Napot, egy részen
elolvad a jég és melegszik a Föld. És így megy ez, tízezer éves ciklusokban.
A Mars közelebb van a hatalmas Jupiterhez, és ezért pályája és
forgástengelye nagyobbakat ingadozik. Lehet, hogy amikor tengelye ferdébbé
válik, és a sarki nyáron magasan áll a kis Nap, elpárolog a szén-dioxid,
megjelenik az üvegház, tovább melegszik a felszín, megjelenik a vízpára is,
és beköszönt a Mars melegebb és nedvesebb korszaka. Nekünk még akkor is
sivatag volna, valami olyan, mint az Antarktisz jégmentes oázisai, [14] de
az azért már nagy különbség volna.
Ez persze, ha megtörténik is valaha, évtízezredek múlva történik csak
meg. De most nem ez az érdekes, hanem az, hogy megtörténhetett
évtízezredekkel ezelőtt is. Lehet, hogy 20000 éve az életnek kedvező
viszonyok voltak.
De ez az élet történetében kis idő! 20000 éve már a mai ember élt a
Földön. Ha 20000 éve jó volt az időjárás, az élet tényleg kitarthatott
mostanáig!
Hogy vannak-e a Marsnak ilyen ciklusai, azt majd az odautazó régészek
eldöntik. De hogy ma van-e lappangó élet, azt már ma is eldönthetjük. Meg is
próbálták, a NASA Viking szondáival, a 70-es évek közepén.
A Vikingek leszálltak a Marson, mintákat vettek a légkörből és talajból,
fizikailag, kémiailag és biológiailag megvizsgálták őket. Persze, nem csak
ezt tették. Fényképezték a környezetet, időjárás-jelentéseket adtak, és így
tovább. Beszéljünk először az utóbbiakról!
A két szonda 1976 második felében szállt le, szép simán, baj nélkül.
Mindkettőt az északi féltekére irányították, az elsőt a 23. szélességi
fokra, a másodikat a 48.-ra. Az egyenlítő melegebb lett volna, de szárazabb
is; ez látszott a legígéretesebbnek. A két leszállási pont közt majdnem 180
hosszúsági fok volt, tehát ha egyik hely kivételes is, mindkettő már aligha.
Lássuk először az időjárást! A szél általában enyhe volt. A hőmérséklet
fagyos, a Viking-2 mérte a leghidegebbet persze egy téli hajnalon), -113ºC-
ot, a Viking-1 a legmelegebbet (nyári délután). -32º-ot. E kemény hideg, de
önmagában nem ismeretlen: ilyen lehet az Antarktisz belsejében az idő. De
ott van legalább jég és oxigén; itt egyik sem volt. Illetve 1977
szeptemberében megjött a marsi tél az északi féltekén. És akkor a Viking-2
egyszer csak dérfoltokat kezdett mutatni. Megjött a csapadék!
A dolog kicsit rejtélyes volt, mert a hőmérséklet vízdérhez túl alacsony
volt, szénsavdérhez túl magas. Valószínűleg a két anyag valamilyen
kombinációja volt. De az is valami. Ha vannak élőlények, valamennyi
nedvességhez juthatnak. A légnyomás elég nagyokat változik: a Viking-1 mért
10%-os különbségeket is, úgy gondolják, hogy egész év alatt ez 30% is lehet,
jelezve, hogy télen elég sok kifagy, nyáron elég sok elpárolog. (Biztató a
hideg-meleg ciklus szempontjából.) Az átlag a földi légnyomás 150-ede volt
(!); ez még a kisebb gravitáció mellett is nagyon ritka légkör. Ha volna az
Antarktisz belsejében egy 30 km magas hegy, talán annak tetején lenne ilyen
az éghajlat. De láthatóan a régi csillagászok egészen jól mérték a
hőmérsékletet.
Nos, ez mind nagyon szép. A körülmények nagyon kegyetlenek, de el tudunk
képzelni élőlényeket, melyek ott kitartanak, ha máshogyan nem, beszáradva a
meleg időszakok közt, mint egyes földi egysejtűek és spórák. Nekiállhat a
Viking keresni őket a talajmintákban. De hogyan veszi észre, ha ott vannak?
Hiszen teljesen idegen élő szervezetek lehetnek?
Nos, a tudósok döntő többsége megegyezett abban, hogy bármilyenek is az
ottani élőlények, főként szénből, hidrogénből, oxigénből és nitrogénból
állnak. Ezek a Világegyetem leggyakoribb atomjai (kivéve a kémiailag
érdektelen nemesgáz héliumot), és jelen is vannak a bolygón. Az élőlények
bonyolult molekuláihoz kell szén; egyesek el tudnak képzelni szilícium alapú
életet is, de olyant még senki sem látott, és a megfelelő szilíciumos
molekulák nem szeretik a vizet, ami azért mégiscsak akad a Marson.
Ténylegesen még egy igen halvány jele is volt annak, mintha valamilyen
szenes anyagcsere folyna a bolygón.
Mikor a Vikingek elindultak, már jól ismerték a légkör összetételét. Több
mint 90% szén-dioxid, 1-2% nitrogén (tehát pont fordítva, mint 1957-ben a
Földről távcsővel mérték) és 1-2% argon. Vízgőz, oxigén és szén-monoxid
nyomokban. Mármost felejtkezzünk el minden másról, és nézzük a szén-
dioxidot, a szén-monoxidot és az oxigént. Ez három molekula kétféle atomból,
tehát egymásba tudnak alakulni: 2 CO2 <= => 2CO + O2.
A dupla nyíl azt jelzi, hogy az átalakulás mindkét irányba folyhat.
Induljunk el tiszta CO2-dal egy lezárt tartályban! Az ütközések miatt néhány
(nagyon kevés) molekula szétesik a jobbra mutató nyíl szerint. Ha már van CO
és O2, ezek is összeállhatnak. A folyamat mindkét felé megy addig, amíg két
irányba egyforma gyorssá nem válik, és attól kezdve már nem változnak a
százalékos arányok. Hogy ez mikor következik be, azt a hőmérséklet és
légnyomás ismeretében a vegyészek ki tudják számítani. Csakhogy ehhez képest
túl sok a Marson az oxigén, vagy úgy is mondhatjuk, hogy túl kevés a szén-
monoxid. Valami vagy oxigént termel a szén-dioxidból, vagy elnyeli a szén-
monoxidot, és ezt állandóan teszi. (Félreértés ne essék, O2 és CO csak
nyomokban van, de ilyen kis mennyiségeket nézve több az O2, mint a CO.)
Mintha valami enné a CO-ot, de akkor az bizony élőlény lehet.
Most egy pillanatra megállunk. Az olvasó türelmetlenkedhet, és mondhatja,
hogy őt nem érdekli a kémia. Mondjam meg, mit találtak a Vikingek 12 éve.
Van élet, vagy nincs? Kérem az ilyen türelmetlen olvasót, várjon. Nem
tehetek mást.
A Vikingeket úgy építették, hogy az elet keresésére el tudjanak végezni
egy kémiai és három biológiai mérést. A kémiai egyszerű ügy: egy bonyolult
műszer szerves molekulákat keresett a talajmintákban. Persze, ha talál is,
az még nem élet: szerves anyagokat már meteoritokban is találtak, azok meg
feltehetően többen hullanak a Marsra, mint a Földre. De szerves molekulák
léte legalábbis kell az élethez.
A biológiai mérések bonyolultabbak voltak. Az elsőnél a talajmintát
betette a szonda egy kamrába, ahol a marsit utánzó légkör volt, de
radioaktív CO2-vel. (A szén radioaktív izotópja volt a molekulában.) Egy
ideig ott tartotta, azután kihajtotta a "levegőt", a homokot meg jól
felhevítette. Ha voltak benne élőlények, beépítették magukba a radioaktív
szenet, a hevítés elpusztította őket, kiszabadult a szén, és azt egy
sugárzásmérő jelezheti. A második mérésben ugyanez történt, csak a homok még
biológiailag hasznos tápoldatot is kapott. A harmadik esetben a tápoldatban
volt a radioaktív szén: ha a homokban élőlények vannak, esetleg lélegeznek,
és a levegőbe eresztik a radioaktív szenet. Mindhárom mérést elvégezte a
szonda úgy is, hogy előbb jól felhevítette a homokot: ha voltak is benne
élőlények, azok elpusztulnak, és akkor már semmi nem történik.
A tervezés alapos volt, hiszen az élettelen épp azért élettelen, mert nem
lélegzik. Ha a Földön találtak volna teljesen steril homokot, illetve ha
földi homokot valahogyan teljesen sterilizálnak, az ugyan nem építi magába a
levegő atomjait. (Illetve lassan, kémiai reakciókkal megtörténhet ez, mint
ahogyan a vas rozsdásodik. De az nagyon lassan megy.) Ha valami anyagcserét
folytat, akkor eleven.
Nos, lássuk végre a kísérleteket! A műszer semmiféle szerves molekulát
sem talált. Szomorúak vagyunk: eszerint a Mars élettelen, és kész. Csakhogy
annyit sem találtak, amennyi élet nélkül létrejöhetett volna. Annyit sem,
amennyit a 4 milliárd éve a Marsra hulló meteoritokból várnának! Talán a Nap
ibolyántúli sugárzása elbontotta őket. De mélyen a talajban is?
Nem értjük, menjünk tovább. Az első biológiai kísérletben egy kevés szén
beépült a levegőből a homokba. Remek; valami lélegzett ott. Ha a homokot
175ºC-ra előbb felhevítették, semmi sem történt. Még remekebb: a hő elölte
az élőlényeket, azért nem lélegzett a homok. Készen volnánk.
Nem. Ha csak 90ºC-ra melegítették a homokot, megint csak lélegzett a
homok, pedig még a földi baktériumok is elpusztultak volna, hát még a
marsiak, amelyek 0ºC alatti időjárást szoktak meg. Talán mégiscsak valami
kémiai folyamat történt. Lássuk, mi történik, ha tápoldatot is adunk. Semmi
változás az előzőhöz képest. Mégsem élőlények?
És jött a harmadik kísérlet. Amint tápot adtak a homokhoz, megindult a
CO2 és O2 kifelé. Anyagcsere! 160 fokra felmelegítve előbb a homokot, nem
volt "kilégzés", 50 fokos melegítés után volt, de gyengébb.
De ha ezek élőlények, hol voltak a szerves anyag keresésekor? És miért
nem törődtek a tápoldattal? Inkább azt gondolják, valami aktív vegyület volt
a homokban, pl. hidrogén-peroxid, és az fejlesztett oxigént és reagált a
tápanyagokkal.
Ki tudja? Innen ezt már nehéz eldönteni; oda kell menni. E témát azzal
zárhatjuk: a marsi homok holtabb, mint egy földi élőlény, de elevenebb, mint
a földi homok. A Mars nem steril.