Jak hledám život na Marsu

Možná našel mimozemšťany. Vědecký výzkum Petra Brože, geologa z Geofyzikálního ústavu Akademie věd ČR, o možném životě na dně marsovských mladých sopek oběhl světová média. "Všechno je to v teoretické rovině, ale ano - podmínky v sopkách na Marsu jsou ideální pro život," říká jeden z nejvýznamnějších českých odborníků na rudou planetu.

Za dva roky to bude padesát let od Armstrongova "malého kroku pro člověka". Nepřichází čas na další krůček?

Jako přistání člověka na Marsu? To určitě ano, ale není to otázka několika následujících let. Od přistání na Měsíci se říká, že na Mars poletíme za dvacet let. Od té doby se moc nezměnilo, takže krátký časový horizont pro mě znamená cokoli pod deset let. Nejsou na to technologie, nikdo neví, jak udržet člověka dlouhodobě ve vesmíru v kondici. Nikdo nedostal na povrch Marsu nic těžkého. Třeba sonda Curiosity, která momentálně brázdí jeho povrch, má necelou tunu. A když tam budete chtít udržet člověka, budete potřebovat mnohem více materiálu. Ale ano, všechno nasvědčuje tomu, že člověk na rudé planetě přistane.

Projektů s cílem kolonizovat Mars je více - od podivných reality show přes úvahy NASA až po Elona Muska a jeho projekt SpaceX. Je právě on nejblíž?

Teoreticky. Minimálně o tom nejvíce mluví, tváří se, že má nejagresivnější program. Ale ani Muskův SpaceX tam v tuhle chvíli není schopen doletět sám. Vždycky bude potřebovat silnou technologickou podporu NASA. Proto teď velmi ochotně spolupracují, mají podepsanou dohodu o výměně dat a podobně. Musk je skvělý v tom, že dělá všechno pro to, aby tam letěl. Přistání na Marsu podřizuje celou svou infrastrukturu. Je ale otázka, jak blízko je reálnému uskutečnění mise a do jaké míry je to všechno PR, aby pro kolonizaci Marsu nadchl co nejvíce lidí. A následně z toho těžil. Ale to je vlastně taky dobře.

Je podle vás kolonizace Marsu reálná?

Budu optimista a řeknu, že ano, ale je tam obrovské množství neznámých. Nevíme, jestli mohou za snížené gravitace růst rostliny. Nevíme, jestli se tam dokážeme rozmnožovat, a pokud ano, jestli se budou rodit zdravé děti... Jestli množství radiace, které dopadá na povrch planety, neznemožní všechny biologické procesy. Navíc se tam vyskytují toxické soli a je otázka, jak moc nám budou vadit. Proměnných je zkrátka tolik, že na tuhle otázku by ve vědeckém světě nikdo neměl odpovědět jednoznačně.

Myslíte, že problém s atmosférou a vzduchem by se dal vyřešit například pěstováním odolných mechů, které by postupně skrze fotosyntézu vytvářely podmínky vhodné pro život?

Teorie je taková, že na Marsu by mělo být bez problému možné pěstovat rostliny v uzavřených stanicích, pokud odhlédneme od problému nižší gravitace a radioaktivity. Nebo můžete například obsadit lávový tunel...

Co to je?

Láva tekoucí po povrchu nahoře chladne a vytváří krustu. Ta zabraňuje tomu, aby láva dále chladla. Když odteče, zanechá za sebou padesát až sto kilometrů dlouhý tunel, který může mít v průměru třeba tři metry. Taková místa, hermeticky uzavřená a chráněná před radiací, by se dala krásně využít pro pěstování čehokoli. Ale nejsem biolog ani astrobiolog, takže vám nedokážu odpovědět, jestli jsme schopni skrze nějaké genetické inženýrství vyvinout organismy, které by dokázaly samy o sobě přežít na povrchu Marsu. Sci-fi literatura říká, že ano, a některé výzkumy potvrzují, že nějaké bakterie by tam měly být schopny přežít. Ale je rozdíl mezi přežít a žít. Každopádně jsme snu o dobytí Marsu daleko blíže než před padesáti lety.

Mezinárodní tým vědců, který vedete, objevil na planetě lávové pole, jež by mohlo být vhodným místem k hledání mrtvých schránek mikroorganismů. Nebo i živých?

Teoreticky by to mohlo být vhodné místo, ale zdůrazňuji tady podmiňovací způsob. Aby se mohl život rozvíjet, potřebujete tři základní veličiny: zdroj energie, živiny a kapalnou vodu. A tohle všechno by se v sopečném poli, které jsme objevili, mělo vyskytovat. Minimálně vodou už jsme si dnes jisti, alespoň ve formě ledu. V současnosti se vedou diskuse, jestli někde na planetě je nebo byla i kapalná voda. A pokud ano, v jakém množství.

Což asi není moc reálné vzhledem k tomu, jaké teploty na Marsu panují...

Teploty se pohybují někde od minus sta do plus dvaceti stupňů Celsia, to není tak hrozné. Navíc teplota sama není ve vztahu ke kapalné vodě vždy stoprocentně určující, záleží také na atmosférickém tlaku. V tuhle chvíli to vypadá, že na Marsu jsou oblasti, které by měly umožňovat existenci kapalné vody. I když dočasně a sezonně.

Z toho vyplývají teorie o potenciálním životě na Marsu?

Přesně tak. Z našich zkušeností na Zemi víme, že život je vázán na vodu. Na začátku tedy NASA sledovala Mars jako takový, pak se zaměřila na místa, kudy podle snímků voda v minulosti zjevně protékala, a teď vytyčují oblasti, kde by mohl existovat život, a ty by chtěli do budoucna zkoumat. Zatím nemohou, protože nedokážeme stoprocentně sterilizovat sondy, takže bychom při rozborech nevěděli, jestli jsme tam nějaké případné mikroby nezanesli sami, nebo jestli bychom těmi mikroby vodu nekontaminovali a nezničili tak případné "Marťany". Ale já se chci vrátit k tomu našemu sopečnému poli.

Jen do toho.

Když nějaká sopečná činnost skončí, pod povrchem po sobě mnohdy zanechává magmatické těleso, které do zemské kůry vyzařuje teplo. V kůře může být voda, kterou záření zahřeje a ona začne stoupat k povrchu. Nebo se může uvolňovat přímo z magmatu. Důležité ale je, že voda v sobě takhle velmi dobře rozpouští minerály, což dává vzniknout životu, protože mu poskytuje energii, živiny a samozřejmě prostředí, v němž život jako takový může vznikat. Na Zemi například existují takzvaní bílí a černí kuřáci. Vyskytují se na oceánském dně, které si můžete představit jako poušť, kde široko daleko nic nežije. V jednom místě ale vyvěrá z podzemí teplá voda bohatá na minerály, které pocházejí z magmatu. Kolem těchto černých kuřáků jsou obrovské kolonie živočichů od bakterií až po vyšší organismy, jako jsou krabi nebo mušle. Všechen tenhle život je adaptován na látky - pro člověka extrémně jedovaté - založené na síře. Tito živočichové je dokážou zpracovat. To je krásná ukázka toho, jak může sopečná činnost poskytovat vhodné prostředí pro život.

Jako laik bych si spíše myslel, že oblast lávových polí je naopak místem pro život nejméně vhodným.

Na celém Marsu panují extrémní podmínky. Zima, nízký tlak a žádná kapalná voda. Když vzniká sopečné pole tvořené desítkami sopek, tak láva nevystoupí na povrch v jeden den, ale v průběhu třeba tisíců až milionů let. Roztavené horniny pak poměrně dlouho chladnou, takže sopečná pole pak představují oázu tepla, zásobovanou unikajícími plyny, z magmatu unikající vodou a směsí různých minerálních látek. Sopky a jejich aktivita zkrátka představují zajímavé prostředí pro možný vznik života.

Vždycky mě zajímalo, jak vypadá geologický výzkum planety vzdálené nejméně čtyřiapadesát milionů kilometrů od té naší.

Dnes už se žádné výzkumy nedělají pouhým pozorováním dalekohledem, ale pomocí družic a sond na povrchu Marsu. Měření vyplývají z fotografií nebo dat pořízených laserem. S jeho pomocí jsme schopni mimo jiné určit, jaké konkrétní horniny a prvky se na Marsu vyskytují.

Jak to funguje?

Na principu spektroskopie absorpčních čar. Když si laserem posvítíte na žulu, víte, jaké světlo posíláte pryč. Odražené a zachycené světlo bude vypadat trochu jinak. Na základě toho umí přístroj docela přesně určit, jaký typ světla která hornina odráží. Díky tomu jsme byli na Marsu schopni objevit horniny a minerály, které ke svému vzniku potřebovaly kapalnou vodu.

A co tedy pro nás tyto objevy znamenají?

Výzkumem ukazujeme, kam by bylo dobré směřovat další pozornost. Z hlediska sopečné činnosti je to relativně mladá oblast oproti Marsu, který je starý asi 4,5 miliardy let. Pole vzniklo před pouhými 200 až 400 miliony let. Naskytuje se nám tady příležitost prozkoumat poměrně mladé horniny, které by mohly poodhalit vnitřní vývoj Marsu, případně skrývat možné pozůstatky mimozemského života. Námi sledovaná oblast je navíc uprostřed asi deset kilometrů hlubokého kaňonu Valles Marineris. Stěny kaňonu nám umožňují nahlédnout pod povrch planety a prohlédnout si historii Marsu za poslední tři miliardy let, podobně jako v pozemském Grand Canyonu. Zpětně můžeme analyzovat, jak se měnila atmosféra planety, jestli se na ní například vyskytovaly oceány, vodní srážky a podobně.

A také to, zda byl Mars živá planeta?

Ve smyslu geologickém ano, ve smyslu života to nikdo neví. Dnes ale spíše hledáme důkazy, zda se na Marsu někdy vyskytovala voda ve stále kapalném skupenství. A pokud ano, tak jakou dobu. Milion let? Miliardu? Jeden z nejnovějších výzkumů přítomnost vody potvrzuje, protože výzkumníci objevili sedimenty, které se na Zemi vyskytují při vlně tsunami.

Má Mars tekuté jádro?

Nemá. Tekuté jádro generuje magnetické pole. My víme, že Mars na rozdíl od Země o magnetické pole přišel. Což je například z hlediska potenciální kolonizace docela velký problém. Absence magnetického pole znamená, že na povrch dopadá velké množství kosmického záření způsobujícího rakovinu. Také dochází ke štěpení molekul v atmosféře, takže o ni planeta velmi rychle přichází. To se děje i na Zemi, ale právě díky magnetickému poli v mnohem menší míře.

Je tedy možné, že v minulosti měl Mars magnetické pole i atmosféru, takže mohl vypadat podobně jako Země? Pak ale o jádro přišel a stala se z něj pouštní planeta?

To je jedna z hypotéz. Možná Mars vypadal jako Země. Protože je to ale malá planeta, poměrně rychle vychladl, až jádro nemělo dostatek tepla na to, aby se pohybovalo a vytvářelo magnetické pole. Následně ztratil atmosféru, zchladl i povrch, zamrzly všechny hydrologické procesy a stal se pouštní planetou.

Myslíte, že v budoucnu bude možné vytvořit umělou dýchatelnou atmosféru?

Nejjednodušší by v tomhle ohledu bylo hermeticky uzavřít nějaký prostor. Buď lávový tunel, nebo kráter, který má v průměru třeba padesát kilometrů. Jen vám tu a tam na hlavu spadne kamínek, ale to už bychom dnes dokázali vyřešit.

Poslední sci-fi otázka: Domníváte se, že jsme ve vesmíru sami?

Myslím, že ne, statisticky to nedává smysl. Kolem každé hvězdy obíhá několik planet a bylo by zvláštní, kdyby se život, ať už v jakékoli formě, vyskytl jenom na Zemi. Zároveň už dnes víme, že mezi planetami ve sluneční soustavě dochází k látkové výměně. Na povrchu Země jsme objevili horniny z Marsu i Měsíce a stejně to funguje i naopak. Dopadne-li na jednu planetu meteorit pod určitým úhlem, do všech možných směrů to vystřelí úlomky hornin, které pak putují vesmírem. Tedy při dostatečně silném nárazu. A potom se někdy stane, že částice z meteoritu a z planety dopadnou na jinou planetu. V laboratořích máme asi sto dvacet meteoritů, které určitě pocházejí z Marsu. Teoreticky může podobným způsobem za určitých velmi speciálních podmínek meziplanetárně cestovat i život v podobě bakterií, které na meteoritu přežijí. Proto je podle mě velmi nepravděpodobné, že by se život ze Země nedostal někam jinam. Anebo naopak. Možná jsme tady i my sami přistáli.

Mgr. Petr Brož, Ph.D. (33) Vystudoval obor strukturní geologie na Univerzitě Karlově. V současnosti pracuje na výzkumu lávových polí na Marsu, jehož výsledky otiskl vědecký časopis Earth and Planetary Science Letters. Je častým hostem tematických konferencí po celém světě, v Geofyzikálním ústavu Akademie věd ČR se věnuje planetologii a mapování vulkanické aktivity na Marsu.

Čtěte dále

další zprávy