Att hitta tidigare eller nuvarande mikrobiellt liv på Mars skulle utan tvekan vara en av de största vetenskapliga upptäckterna genom tiderna. Och om bara två år, det finns en stor möjlighet att göra det, med två rovers som skjuter dit för att leta efter tecken på liv - Mars2020 av NASA och ExoMars av European Space Agency och Roscosmos.

Jag hjälper till att utveckla ett av instrumenten för ExoMars -rovern, som blir Europas första försök att landa en mobil plattform på den röda planeten. Det kommer också att vara den första rovern som borrar in i marsskorpan till ett djup av två meter.

Men rovern kommer inte att vara den första som letar efter bevis på liv. Vikingalandarna som skickades av NASA på 1970 -talet genomförde experiment som var avsedda att göra det. De misslyckades i slutändan, men gav en mängd information om Mars geologi och atmosfär som är till nytta nu. Faktiskt, utforskning under det senaste halvseklet har visat oss att tidiga Mars en gång var en dynamisk och potentiellt beboelig planet.

Även om det inte är helt omöjligt att liv kan finnas på Mars idag, ExoMars fokuserar främst på att leta efter utrotat liv. Eftersom det finns en risk kan det förorena planeten med mikrober från jorden, det är inte tillåtet att gå nära platser där vi tror att det är möjligt att mikrober kan existera idag.

Chemofossiler är det bästa alternativet

På jorden, livet utvecklas ständigt runt omkring oss, lämnar sina spår på vår planet varje dag. Det finns, dock, ett antal faktorer att kämpa med när man letar efter liv på Mars. Den första är att de livsformer vi letar efter är encelliga mikroorganismer, osynlig för blotta ögat. Detta beror på att livet på Mars sannolikt inte har kommit längre fram på den evolutionära vägen. Detta är faktiskt inte så konstigt-Jorden själv var en värld av encelligt liv i två miljarder år eller mer.

En annan fråga är att det liv vi letar efter skulle ha funnits för tre -fyra miljarder år sedan. Mycket kan hända under den tiden - stenar som bevarar dessa bevis kan urholkas och deponeras, eller begravd djupt utom räckhåll. Lyckligtvis, Mars har inte plåttektonik - det ständiga skiftet kring och återvinning av jordskorpan som vi har på jorden - vilket betyder att det är en geologisk tidskapsel.

Eftersom vi letar efter bevis för länge döda mikroorganismer, jakten på biosignaturer ligger i detektering och identifiering av organiska "kemofossiler"-föreningar som lämnas kvar av livets sönderfall. Dessa skiljer sig från organiska föreningar som levereras till planeter på baksidan av meteoriter, eller de, som metan, som kan produceras genom både geologiska och biologiska processer. Ingen enda förening kommer att bevisa att livet en gång existerade.

Snarare, det kommer att vara distinkta mönster som finns i alla organiska föreningar som upptäcks som förråder deras biologiska ursprung. Lipider och aminosyror, till exempel, är grundläggande komponenter i levande saker, men finns också i vissa meteoriter. Skillnaden ligger i att hitta bevis som visar en urvalsprocess. Lipider som lämnas kvar av nedbrutna cellmembran kommer sannolikt att ha ett begränsat storleksintervall, och omfattar ett jämnt antal kol. Liknande, aminosyror finns naturligt i både vänster- och högerhänta former (som handskar), men av någon anledning använder livet bara de vänsterhänta.

Det är också möjligt för mikroorganismer att producera synliga fossiler i bergskivan. När förhållandena tillåter, mikrobiella mattor (flerskiktade mikroorganismer) kan blandas med fint sediment, producerar karakteristiska morfologiska strukturer i bergarter som bildas därefter. Dock, de specifika miljöförhållanden som krävs för detta innebär att sådana fyndigheter osannolikt kommer att upptäckas av en rover som utforskar bara en liten region på en hel planet.

Så, det bästa alternativet är att leta efter organiska föreningar, en uppgift som faller på Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA) - det största instrumentet i ExoMars -lasten.

En spännande upptäckt från vikingalandarna var frånvaron av detekterbara organiska föreningar på Marsytan. Detta var oväntat - många organiska föreningar finns i hela solsystemet som inte bildas genom biologisk aktivitet. Efterföljande uppdrag avslöjade att en kombination av hård kemi och intensiv strålning effektivt tar bort mycket av det organiska materialet från Mars yta, oavsett dess ursprung.

Men nyligen har NASA:s Curiosity rover börjat hitta några enkla organiska föreningar, antyda vad som kan ligga under. Genom att analysera prover som tagits upp under ytan, MOMA kommer att ha ett bättre skott på att hitta de organiska biosignaturerna som har överlevt tidens härjningar.

Förvirrande förorening

Innan någon sökning efter biosignaturer ens börjar, dock, ExoMars måste först hitta rätt stenar. Landningsplatserna som är listade för uppdraget har, till viss del, har valts utifrån deras geologiska egenskaper, inklusive deras ålder (mer än 3,6 miljarder år gammal).

Om MOMA identifierar organiska molekyler i proverna som tas upp av borren, en av de första sakerna kommer att vara att fastställa om de är resultatet av kontaminering av någon oseriös jordbaserad organisk. Medan ExoMars letar efter främmande liv, den är utformad för att leta efter liv som är baserat på samma grundläggande kemi som livet på jorden. Å ena sidan, detta innebär mycket känsliga instrument som MOMA kan utformas som riktar sig mot biosignaturer som vi har en god förståelse för, och därför öka sannolikheten för att ExoMars kommer att bli en framgång.

Nackdelen är att dessa instrument också är känsliga för liv och organiska molekyler på jorden. För att säkerställa att markbundna organiska eller mikrobiologiska stuvningar minimeras, rovern och dess instrument är byggda och monterade i ultrarene rum. Väl på Mars, rovern kommer att köra ett antal "tomma" prover, som visar vad, om någon, kontaminering kan förekomma.

I sista hand, hitta starka bevis på utrotat liv på Mars, oavsett om det är kemofossiler eller något mer synligt, blir bara det första steget. Som med de flesta vetenskapliga upptäckter, det kommer att bli en gradvis process, med bevis som bygger upp lager för lager tills det inte finns någon annan förklaring. Om NASA Mars2020 -rovern också hittar liknande frestande bevis, då kommer dessa upptäckter att representera en stegvis förändring i vår förståelse av livet i allmänhet. Och, även om det är otroligt osannolikt, det är naturligtvis möjligt att ExoMars chanser på några levande martiska mikroorganismer.

Om ExoMars når jackpotten återstår att se, men det kommer åtminstone att markera en ny början för sökandet efter liv på Mars.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.