Ελληνική «ανασκαφή» για την ανακάλυψη ζωής στον Αρη

Ο κ. Ηλίας Χατζηθεοδωρίδης μελετώντας στο εργαστήριο τον μετεωρίτη Νάκλα

ΟΗλίας Χατζηθεοδωρίδης, επίκουρος καθηγητής Γεωλογίας στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ), ανακάλυψε έναν ύποπτο σχηματισμό σε θραύσμα του διάσημου μετεωρίτη Νάκλα, ο οποίος έπεσε το 1911 κοντά στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου και αποδείχθηκε αργότερα ότι προέρχεται από τον Αρη. Οι πρώτες ενδείξεις για ίχνη βιολογικής δραστηριότητας σε μετεωρίτη της ίδιας ομάδας χρονολογούνται στο 1996, ωστόσο ως σήμερα κάθε παρόμοιο εύρημα παραμένει υπό αμφισβήτηση.

Ο κ. Χατζηθεοδωρίδης συνεργάστηκε με συναδέλφους του από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ για να μελετήσουν το εύρημά του, μια αργιλώδη δομή (κοιλότητα) που βρέθηκε μέσα σε θραύσμα του μετεωρίτη. Οι ερευνητές μελέτησαν το θραύσμα με πολλές αναλυτικές μεθόδους, όπως π.χ. ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότιη δομή αυτή δημιουργήθηκε αρχικά σαν αέρια φυσαλίδα μέσα σε γυαλί, το οποίο προήλθε από την απότομη μερική τήξη του πετρώματος κατά την πρόσκρουση άλλου μετεωρίτη στην επιφάνεια του Αρη.Ταυτοχρόνως, νερό του παγωμένου υπεδάφους του Αρη έλιωσε δημιουργώντας υδροθερμικό πεδίο που εξαλλοίωσε τα αρχικά πετρώματα και εναπόθεσε σε ρωγμές εντός του πετρώματος και στη φυσαλίδα δευτερογενή ορυκτά. Τα ευρήματα έρχονται να προστεθούν στις προηγούμενες ενδείξεις ότι μεγάλοι αστεροειδείς χτύπησαν τον Αρη στο παρελθόν και δημιούργησαν μακρόβια υδροθερμικά πεδία που θα μπορούσαν να συντηρήσουν ζωή για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα, ως και την πρόσφατη ιστορία του πλανήτη. Η μελέτη έγινε εξώφυλλο τον Αύγουστο στην επιθεώρηση «Astrobiology». «Το Βήμα» μίλησε με τον έλληνα επιστήμονα ο οποίος εξηγεί τι ανακάλυψε και αναφέρεται στην ύπαρξη ζωής στον Αρη αλλά και στο πώς δημιουργήθηκε η ζωή στη Γη.

Είχατε υποψίες ότι στον συγκεκριμένο μετεωρίτη μπορεί να υπάρχουν ενδιαφέροντα ευρήματα ή η ανακάλυψη προέκυψε κατά τύχη;

Ενα από τα δύο κομμάτια του μετεωρίτη Νάκλα που έπεσαν στη Γη από τον Αρη

«Η έρευνα αυτή και τα αποτελέσματά της δεν είναι ένα τυχαίο γεγονός, αλλά προκύπτει από μια συστηματική μελέτη μετεωριτών από τον Αρη, αλλά και συγκεκριμένα του μετεωρίτη Νάκλα (Nakhla) η οποία άρχισε πριν από περίπου 20 χρόνια, κατά τη διάρκεια της μεταπτυχιακής διατριβής μου. Τότε βρήκα μια σειρά ορυκτών τα οποία στη Γη σχηματίζονται σε περιοχές όπου έχουμε έντονη εξάτμιση νερού. Τα ορυκτά αυτά ήταν ο αλίτης (το γνωστό αλάτι), ο ανυδρίτης (σχεδόν άνυδρη γύψος), και σε παγκόσμια πρωτιά ένα ανθρακικό ορυκτό, ο σιδηρίτης. Αργότερα, με την ομάδα του Μάντσεστερ μετρήσαμε τη θερμοκρασία σχηματισμού του σιδηρίτη μέσω των ισοτόπων του οξυγόνου. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η θερμοκρασία σχηματισμού του σιδηρίτη ήταν συμβατή με την ύπαρξη ζωής. Επειτα από μια διακοπή αρκετών χρόνων, διάστημα κατά το οποίο ασχολήθηκα με ανάπτυξη αναλυτικών μεθόδων και χαρακτηρισμού υλικών, καθώς και με θέματα μικρο- και νανοτεχνολογίας, επέστρεψα στην έρευνα των μετεωριτών αυτών.

Ο στόχος στην παρούσα εργασία αρχικά ήταν να βρεθούν περισσότερα δευτερογενή ορυκτά (ορυκτά δηλαδή που προκύπτουν από τη χημική εξαλλοίωση των αρχικών ορυκτών του πετρώματος) για να μελετηθούν περαιτέρω. Αυτά συνοδεύονταν και από αιματίτη αλλά και υδροξείδια του σιδήρου, που σημαίνουν επίδραση του νερού, τα οποία έχουν ένα βαθύ πορτοκαλί ως κοκκινωπό χρώμα. Η μελέτη ξεκίνησε στα εργαστήριά μας στην Ελλάδα, όπου κάτω από ένα ισχυρό οπτικό μικροσκόπιο χαρτογραφούσα τις περιοχές ενδιαφέροντος από αυτό το δείγμα του μετεωρίτη, αλλά και από άλλα. Στο Μάντσεστερ παρατήρησα στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο με μεγαλύτερη λεπτομέρεια κάθε τέτοια περιοχή, μέχρι που μία από αυτές ήταν η πολύπλοκη, ωοειδής δομή την οποία είχα ήδη ξεχωρίσει και περιγράψαμε στην εργασία μας. Βρήκαμε ότι είναι σχηματισμένη από μείγμα κρυσταλλικού αργιλικού και άμορφου υλικού και μοιάζει πολύ με «απολιθωμένο κύτταρο». Η μορφή της ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα, περισσότερο γιατί επρόκειτο για ένα επιβεβαιωμένα εξωγήινο δείγμα, και αποφασίσαμε να την εξετάσουμε με μεγαλύτερη λεπτομέρεια. Σημαντικό είναι ότι η περισυλλογή του μετεωρίτη Νάκλα έγινε αμέσως μετά τη στιγμή που έπεσε, το 1911, έξω από την Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου, οπότε η μόλυνση από γήινα υλικά είναι πολύ περιορισμένη, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για τα δείγματα που μελετάμε από το εσωτερικό του πετρώματος».

«Η ανακάλυψη αυτή πιστοποιεί ότι ακόμη και στην πρόσφατη γεωλογική ιστορία του Αρη, κατά την οποία θεωρούμε τον πλανήτη γεωλογικά ανενεργό και παγωμένο, υπήρξε η δυνατότητα να διατηρηθεί η ζωή σε βαθύτερα σημεία κάτω από το έδαφος, μέσα στα πετρώματα. Αυτό γίνεται έμμεσα, κατά την πτώση μετεωριτών στην επιφάνεια του πλανήτη οι οποίοι δημιουργούν κρατήρα τήκοντας τα πετρώματα ενώ περιφερειακά θραύουν αυτά με μηχανικό τρόπο. Τότε δημιουργούνται υδροθερμικά πεδία, κυρίως από το λιώσιμο του παγωμένου νερού που βρίσκεται στο υπέδαφος του Αρη, δηλαδή θερμά νερά που κυκλοφορούν στις ρωγμές των πετρωμάτων λίγα μέτρα κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη και αλλοιώνουν τα πρωτογενή ορυκτά σε δευτερογενή μέσα από ένα σύνολο γεωχημικών αντιδράσεων. Αυτό το σύνολο των αντιδράσεων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας από ορισμένους μικροοργανισμούς για τον μεταβολισμό τους, άρα και για τη διατήρησή τους στη ζωή. Τέτοια γεγονότα ενεργοποιούν γεωλογικά τον πλανήτη σε τοπικό επίπεδο για λίγες χιλιάδες χρόνια. Αν προϋπήρχε ζωή, τότε της δίνεται η δυνατότητα να συνεχίσει να υπάρχει σε διαφορετικές θέσεις στην επιφάνεια του πλανήτη. Ωστόσο, είναι λιγότερο πιθανό να δημιουργηθεί εξαρχής. Σημαντικό είναι ότι μέσα από μια μικροσκοπική περιοχή του δείγματος του μετεωρίτη ήταν δυνατόν να ξεδιπλωθεί όλη αυτή η ιστορία».

Αυτή η ύποπτη κοιλότητα στον μετεωρίτη πρέπει να περιείχε κάποτε υγρό νερό, λένε οι ερευνητές

«Οπως ανέφερα παραπάνω, έχουν δημιουργηθεί κατάλληλες συνθήκες στον Αρη για τη διατήρηση της ζωής. Φυσικά, η ζωή αυτή πιθανότατα είναι μικροβιακή, και μάλιστα τέτοια που να μπορεί να χρησιμοποιεί ανόργανα υλικά (π.χ. ορυκτά) για να πάρει ενέργεια (π.χ. λιθοτροφικά βακτήρια). Αν λοιπόν η ζωή είχε ήδη δημιουργηθεί στον πλανήτη, στην αρχική περίοδο που πιστεύουμε ότι ο Αρης ήταν θερμός και είχε νερό σε υγρή μορφή, τότε αυτή θα μπορούσε να διατηρηθεί ως και την πρόσφατη ιστορία του Αρη, που τον θεωρούμε πλέον ανενεργό και ψυχρό πλανήτη. Το είδος αυτό της ζωής μπορεί να διατηρηθεί κάτω από την επιφάνεια του Αρη, μέσα στα πετρώματα».

«Η ανακάλυψή μας επαναφέρει αυτό που λέτε μόνο έμμεσα. Ενα παράδειγμα: αν υπήρχε ζωή στον Αρη, ένας μετεωρίτης σαν τον Νάκλα θα μπορούσε να μεταφέρει μορφές ζωής από εκεί στη Γη. Δηλαδή, ο μηχανισμός μεταφοράς της ζωής από τον ένα πλανήτη στον άλλο υπάρχει! Ωστόσο, απαιτείται να έχει δημιουργηθεί η ζωή κάπου πρώτα. Πιστεύω ότι η Γη είχε περισσότερες δυνατότητες ώστε να δημιουργηθεί η ζωή εδώ εξαρχής, ενώ μέσω των μετεωριτών και άλλων υλικών που έρχονται στη Γη από το Διάστημα πιθανότατα ήρθαν μόνο οι πρώτες ύλες που μπορούν να συντεθούν ώστε να δημιουργηθούν οι πρώτοι μικροοργανισμοί».

Εχετε ξεκινήσει κάποια νέα ερευνητική προσπάθεια ή σχεδιάζετε να συμμετάσχετε σε κάποια το επόμενο διάστημα;

«Τα αποτελέσματα της έρευνας αυτής αποτελούν μόνο ένα μέρος από παράλληλες έρευνες που γίνονται σε ένα σύνολο δειγμάτων μετεωριτών από τον Αρη τα οποία έχουμε στη διάθεσή μας. Ηδη, στον ίδιο μετεωρίτη έχουν βρεθεί επιπλέον ενδείξεις που συμπληρώνουν και ενισχύουν τα αποτελέσματα της πρόσφατης δημοσίευσής μας και στοχεύουμε στο να δημοσιευθούν και αυτά σύντομα. Μια άλλη κατεύθυνση είναι η μεθοδολογία αναζήτησης βιοϋπογραφών στους μετεωρίτες αλλά και σε δείγματα από τη Γη. Αναπτύσσουμε δηλαδή μεθοδολογίες και ειδικό λογισμικό που θα βοηθήσουν στο να αναγνωρίζουμε τη δράση ή και την προηγούμενη ύπαρξη μικροοργανισμών από κατανομές οργανικών χημικών ενώσεων που είναι π.χ. εγκλεισμένες μέσα σε ορυκτά. Αλλες ερευνητικές προσπάθειες αναμένεται να υπάρξουν από συνέργειες που θα δημιουργηθούν μεταξύ ερευνητικών ομάδων από τουλάχιστον 29 χώρες μέσω της ευρωπαϊκής δράσης συνεργασίας COSTORIGINS (https://www.life-origins.com) της οποίας είμαι μέλος».

«Σύμφωνα με τη συντάκτρια του περιοδικού «Astrobiology», δρα Sherry L. Cady, η δημοσίευσή μας αυτή είναι αρκετά σημαντική γιατί δίνει μια μεθοδολογία για το πώς θα έπρεπε να χειριζόμαστε δείγματα που προέρχονται από άλλους πλανήτες, ιδιαίτερα όταν αυτά περιέχουν δομές που θυμίζουν μικροοργανισμούς. Η μεθοδολογία που ακολουθήσαμε βάζει βέβαια κάποιες ισχυρές βάσεις και δημιουργεί ένα σημείο αναφοράς για τις επόμενες έρευνες, ωστόσο δεν είναι με κανέναν τρόπο στατική. Οχι μόνο πρέπει να εξελίσσεται, αλλά υποχρεώνεται από την εξέλιξη της τεχνολογίας, π.χ. των αναλυτικών οργάνων που γίνονται όλο και ισχυρότερα, ενώ ταυτόχρονα μικραίνουν σε μέγεθος. Αν υπήρχαν η δυνατότητα και τα υλικοτεχνικά μέσα, βασικός στόχος θα ήταν να συνεχίσουμε να εξελίσσουμε τη μεθοδολογία και την οργανολογία για την αναζήτηση βιοϋπογραφών, ή ακόμη και πιθανών απολιθωμένων ή ζωντανών οργανισμών, είτε επάνω στον ίδιο τον πλανήτη Αρη ή στα δείγματα που υπολογίζω ότι στο άμεσο μέλλον θα φέρουμε από τον πλανήτη Αρη. Θα ήταν σημαντικό η παραπάνω υποθετική ερώτηση να μην ήταν υποθετική, ενισχύοντας έτσι τη δυνατότητα περισσότερο –παρά την πιθανότητα –κάποια από αυτά τα δείγματα να έρθουν στη χώρα μας για διερεύνηση. Η απάντηση στο μεγάλο ερώτημα για την ύπαρξη ζωής σε άλλους πλανήτες μπορεί να είναι ήδη πολύ κοντά!».