Meteorit ALH84001

Vědci z Johnsonova kosmického střediska a ze Stanfordovy univerzity studovali meteorit pocházející z Marsu. Chemický, mineralogický a paleontologický průzkum vedl k závěru, že v dávných dobách existoval na Marsu život.

V roce 1877 milánský astronom Giovanni Schiaparelli objevil na Marsu kanály. Od té doby až do šedesátých let našeho století převládal názor, že na Marsu je život. Inteligentní život, neboť stavba domnělých zavodňovacích kanálů vyžadovala značnou inteligenci. Bohatý americký astronom Percival Lowell vybudoval v Arizoně observatoř věnovanou výzkumu kanálů. Zmapoval a pojmenoval stovky kanálů – které údajně „rozvádějí vodu do měst vyschlé planety“.

„Kanály“ vyvolaly širokou odezvu ve vědeckém světě i ve sci-fi literatuře. Nejčtenější byla napínavá Válka světů, v níž H. G. Wells barvitě líčí útok Marťanů na naši planetu. Známý režisér Orson Welles (jehož film Občan Kane jsme viděli i u nás) Válku světů zdramatizoval. Uvedl svou hru 30. října 1938 v rozhlase tak působivě, že vyvolal paniku po celých Spojených státech. Útok Marťanů byl vylíčen natolik živě a drasticky, že řada posluchačů spáchala ze strachu sebevraždu.

I když v polovině našeho století palomarský pětimetrový teleskop žádnou síť kanálů ani stopy života na Marsu nenašel, názor o inteligentních stavitelích zavlažovací sítě setrvával nadále. Konec bujným představám přivodil až Mariner 9, který se v r. 1971 stal umělou družicí Marsu. Posílal k Zemi obrazy vyprahlé krajiny bez měst, poseté krátery a sopkami. Ani sondy Viking – dvě automatické chemické laboratoře umístěné na povrchu rudé planety – žádné stopy života nenašly. Naprosto vyprahlý povrch, nepřítomnost kyslíku i ozonosféry a hluboký mráz rozhodně ponechávaly jen mizivou naději, že by náš vesmírný soused byl v současné době nositelem života.

A přece: polární čepičky, ranní jinovatka na dně kráterů a peříčkovitá oblaka dokazují, že na Marsu voda je, i když ne tekutá a pouze v nepatrném množství. Vyschlá řečiště a bohatě rozvětvené kaňony Valles Marineris (obrázek, obrázek a obrázek) svědčí o mohutných říčních tocích a o příznivé teplotě v dobách dávno minulých. Před 3,6 miliardy roků v teplých vodách vychládajícího Marsu byly asi podmínky pro vznik života podobné těm, které tehdy panovaly na naší planetě a umožnily vznik jednoduchých forem života. Do té doby datují paleontologové stromatolity u západní Austrálie. Arhenius ze Scripsova ústavu našel dokonce v Grónsku mikrofosilie staré 3,85 miliardy roků. Proč by nemohl také na Marsu vzniknout za obdobných podmínek život?

Je téměř komické, že v oněch dobách, kdy vášnivé diskuse o vzhledu Marťanů nebraly konce a lidé se děsili jejich příchodu, tehdy daleko v odlehlé Antarktitě už byli skuteční návštěvníci z Marsu. Nepatrné mikrofosilie „jednobuněčných Marťánků“, skryté v trhlinách dvoukilového meteoritu, už po třináct tisíciletí mrzly v ledovci. Jejich letošní objev vzrušil celý svět – nejen vědecký, ale i laický – daleko víc než příchod vymyšlených Wellsových a Wellesových příšer.

Meteorit spadlý z Marsu

Meteoritům se lidově říká „kameny spadlé z nebe“. Většinou to kameny opravdu jsou, jen občas spadne kus železa. Denně dopadnou na Zemi desítky větších meteoritů, většinou do moře. Ty, co spadnou na souš, se najdou jen zřídka – od pozemského kamene je totiž rozezná jen oko odborníka. Avšak v určitých místech Antarktidy je spolehlivě uvidí na čistém ledu i neodborník. Ve sbírkách různě po světě je dnes dohromady už přes 16 tisíc meteoritů a z toho přibližně polovina byla nalezena v Antarktidě. Tam zůstávají zapadlé v ledovci a jsou pozvolna unášeny do uzavřené kotliny. Prudké vichřice a ostré jehličky ledu obrušují ledovec a meteority spadlé před mnoha tisíci roky se tak – díky větrné erozi – dostávájí na povrch ledovce. Na čisté namodralé ploše ledovce lze snadno najít i drobné meteority (viz rovněž Vesmír 66, 598, 1987/106).

O některých meteoritech lze dokonce říci, odkud pocházejí, že spadly z Marsu, Měsíce, či planetky Vesta. Těch z Marsu je známo už dvanáct. Jejich chemické složení odpovídá povrchu i atmosféře Marsu.

Nejznámějším na světě se stal přes noc meteorit ALH84001 (viz obrázek), pocházející rovněž z Marsu. Je velký asi jako brambora a váží téměř dva kilogramy. Mezi dvanácti meteority z Marsu je nejen nejznámější, ale i nejstarší (4,5 miliardy roků).

Historie meteoritu ALH84001

Na základě podrobných výzkumů lze osud meteoritu rozdělit na tato období:

• Tuhnutí povrchu Marsu a vytváření kůry

  Mars byl původně rozžhavený a tekutý, podobně jako naše Země. Jeho kůra ztuhla a vykrystalovala z rozžhaveného magmatu. Pomocí radioaktivních prvků v meteoritu ALH84001 lze dokázat, že se tak stalo před 4,5 miliardy roků. Meteorit představuje původní vychladlý materiál (úlomek prvotní kůry). Je tedy nejstarší horninou z Marsu.

• Intenzivní bombardování

  Po vzniku planet trvalo bombardování půl miliardy roků (4,5 miliardy roků až 4 miliardy roků před dneškem). Toto druhé období bychom mohli nazvat „kosmická střelnice“. V prostoru mezi nově zrozenými planetami se ještě potulovalo mnoho těles, od milimetrových zrnek prachu až po tělesa o rozměrech několika set kilometrů. Byly to zbytky původního matečného materiálu sluneční soustavy, který nebyl včas použit pro stavbu planet či jejich měsíců. Na povrch planet či měsíců spadly dodatečně a při dopadu vyryly kráter (zvaný impaktní). Sousední kůra při tom rozpraskala, vytvořily se v ní trhliny.

  Intenzivní „bombardování“ končilo před 4 miliardami let. Z doby před 4,5 až 4 miliardami let pochází velká většina kráterů na planetách či jejich měsících (včetně našeho Měsíce). V pozdější době byly dopady planetek či komet vzácnou událostí. Oblast posetá krátery na Měsíci či Marsu je starší než 4 miliardy roků. Oblast bez kráterů nebo jen s malým počtem kráterů je naopak mladá.

• V trhlinách v kůře žijí mikroorganizmy

  Před 3,6 miliardy roků se trhliny v kůře zaplnily vodou obsahující uhličitany různých kovů. Ve vodě žily jednobuněčné organizmy – obdoba našich bakterií. Ty zůstaly v trhlinách i po vypaření vody a z bakterií se staly fosilie. Po dlouhé miliardy let zůstávaly zkamenělé v uhličitanech, které byly v úzkých štěrbinách pod povrchem.

• Úlomky Marsovy kůry v meziplanetárním prostoru

  Před šestnácti miliony let – tedy astronomicky nedávno – dopadla na jižní polokouli planetka. Padala šikmo a vyryla eliptický kráter. Většina vyraženého materiálu dopadla zpět. Jen malá část se pohybovala rychleji než 5 km/s a unikla z gravitační přitažlivosti Marsu. Vyražené úlomky Marsovy kůry pak kroužily kolem Slunce. Po 16 milionech let obíhání kolem Slunce se jeden z nich srazil se Zemí. Dopadl do východní Antarktidy, na ledovec u pohoří Allan Hills.

• 13 tisíciletí v ledovci

  Po 13 tisíc roků spočíval úlomek Marsovy kůry v ledu. Zapadával hlouběji pod novým sněhem a zároveň byl ledovcem unášen směrem k Rossovu moři. U pobřeží však stojí ledovci v cestě hory, které vytlačují led nahoru a s ním i zamrzlé meteority. Prudké padající (katabatické) větry obrušují vystupující led a na povrchu ledovce se tak objevují meteority, které tam spadly před tisíci až statisíci let.

• Deset roků v Johnsonově kosmickém středisku

  V r. 1984 našla úlomek Marsovy kůry (obrázek) paní Roberta Score z Johnsonova střediska v Houstonu. Byla členkou expedice uspořádané National Science Foundation. Meteorit měl nažloutlou barvu, u meteoritů zcela nevídanou. Byl označen ALH84001, podle místa nálezu (Allan Hills na západním břehu Rossovy zátoky). NASA ho uložila v Johnsonově středisku v Houstonu, kde pečlivě uchovává kosmický materiál: vzorky měsíčního regolitu, měsíční horniny přinesené astronauty Apolla i ruskými roboty, kosmický prach posbíraný ve stratosféře a meteority měsíční i marsovské.

• Dva roky v laboratořích

  Vědci z NASA a Stanfordovy univerzity začali r. 1994 v meteoritu ALH84001 hledat organické molekuly. Našli je, a navíc našli i fosilie mikroorganizmů (obrázek a obrázek). Došli k závěru, že Mars byl už před 3,6 miliardy let nositelem života. Výsledky jejich překvapivého objevu jsou publikovány v prestižním časopisu Science z 16. srpna 1996, kde čtenář najde podrobné odborné poučení.

  Pomocí elektronových mikroskopů a laserového hmotnostního spektrografu se jim podařilo v uhličitanové inkluzi meteoritu najít globule (obrázek). Jsou to malé zploštělé útvary podobné bakteriím na Zemi. Jejich velikost je velmi rozmanitá: od tísicin až po desetiny milimetru. Jejich stáří je 3,6 miliardy roků. V globulích se podařilo zjistit polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH), minerály magnetit a sulfid železa. Chemické sloučeniny nalezené v uhličitanové uzavřenině meteoritu provázejí i činnost bakterií pozemských: polycyklické aromatické uhlovodíky jsou rozpadové produkty odumřelých mikroorganizmů. Magnetit a sulfid železa jsou produkovány živými anaerobní bakteriemi.

Kromě studovaných globulí se v meteoritu nacházejí i jiné tvary, např. článkovité trubičky (obrázek). Ty dosud studovány nebyly, ale patrně i ony jsou pozůstatky jednobuněčných organizmů, které před 3,6 miliardy roků žily v teplých vodách Marsu.

Odkud byl vyražen meteorit ALH8401?

Je možné určit místo, odkud z povrchu Marsu byl meteorit ALH84001 vyražen? Bylo by tak možno určit, kde mikrooragnizmy žily. Bude to třeba pro další expedice (ať robotů či lidí) na Mars. A těch se tam připravuje desítka.

Meteorit ALH84001 je velice starý. Tak starý jako Mars sám. Musel být vyražen dopadem planetky (či komety) z nejstarší oblasti Marsu. Tedy z oblastí jižní polokoule s velkým množstvím kráterů (viz obrázek). Oblasti s malým množstvím kráterů (např. severní polokoule) jsou mladšího data, mladší než 4 miliardy roků. To už bylo planetek a komet málo a jejich dopady na Mars (i na ostatní tělesa) byly vzácné.

Meteorit byl vyražen z Marsu před 16 miliony roky. To je velmi dlouhá doba z hlediska lidského, avšak kratičká ve vývoji kosmických těles. Doba, po kterou se pohyboval v meziplanetárním prostoru, se určuje z ozáření meteoritu kosmickými paprsky. Kráter, který při dopadu planetky tehdy vznikl, je tedy velmi mladý, dvěstěpadesátkrát mladší než okolní staré krátery. U nedávno vyrytých kráterů jsou dosud světlé pruhy vyvrženého materiálu a vzniklý val se ještě nezaoblil.

Je proto třeba hledat mladý kráter v oblasti krátery hustě poseté. Katalog Marsových impaktních (dopadových) kráterů obsahuje údaje o 42 283 kráterech. Avšak jen dva z toho obrovského množství přicházejí v úvahu. Jsou mladé – neboť je dosud obklopuje svěží světlý nedávno vyvržený materiál a mají ještě ostrý val. Jeden z kráterů je v oblasti Sinus Sabeus a má rozměry 23 km x 14,5 km. Druhý kráter, z něhož mohl být vymrštěn ALH84001, je východně od Hesperia Planitia. V blízkosti obou kráterů jsou řečiště a kanály vyhloubené vodou.

Co dál?

Vedou se spory o to, zda nalezené mikroskopické útvary v uhličitanových inkluzích (cizorodých látkách) meteoritu ALH84001 jsou skutečně fosilie mikroorganizmů z Marsu. Na argumentech pro a proti se horečně pracuje.

Nečekaný objev zatím zvýšil prestiž vědecké práce a uspíšil vyslání sond k Marsu. Je jich připravováno asi deset. Letos v listopadu NASA vypustí k Marsu Global Surveyor. 16. listopadu ruští vědci vypustí „MARS“ – komplex pěti autonomních robotů: největší bude obíhat s 22 vědeckými přístroji, dvě stanice a dva penetrometry budou pracovat na povrchu planety.

V prosinci pak vyšle NASA na povrch Marsu Pathfinder (malou pojízdnou laboratoř). Nové poznatky získané flotilou důmyslných robotů prohloubí poznatky o životě na našem planetárním sousedu. Potvrdí mikrofosilie v meteoritu ALH84001?

Jestliže ano, znamenalo by to velký skok v poznávání vesmíru a definitivní konec geocentrizmu. Planetární soustavy u jiných hvězd jsou běžným jevem, a jestliže život vznikl nezávisle na sobě na Zemi i na Marsu – proč by nemohl vzniknout také na planetách mimo sluneční soustavu, pokud by měly vhodné podmínky?