År 2020, NASA och europeiskt-ryska uppdrag kommer att leta efter bevis på tidigare liv på Mars. Men även om det är vulkaniskt, magmatisk bergart dominerar på den röda planeten, praktiskt taget hela jordens fossila rekord kommer från sedimentära bergarter.

Att lösa problemet i Gränser inom geovetenskap , Svenska forskare har börjat sammanställa bevis på fossiliserade mikrober i underutforskade magmatiska bergarter på jorden, för att vägleda var man ska söka efter fossiler från Mars – och vad man ska leta efter.

"Vi föreslår en 'vulkanisk mikrofossilatlas' för att hjälpa till att välja målplatser för uppdrag som söker bevis på utomjordiskt liv, som NASAs Mars-uppdrag 2020 och ExoMars, " säger huvudförfattaren Dr. Magnus Ivarsson. "Atlasen kan också hjälpa oss att känna igen hur Mars mikrofossiler kan se ut, genom att identifiera biosignaturer associerade med olika typer av fossiliserade mikrober."

Jordens djupa biosfär

Ivarsson och kollegor studerar livet begravt i djup berg och djup tid:fossila rester av mystiska mikrober, som har levt upp till en kilometer under de djupaste havsbottnen i så länge som 3,5 miljarder år.

"Majoriteten av mikroorganismerna på jorden tros existera i den djupa biosfären i havet och den kontinentala skorpan, " avslöjar Ivarsson. "Ändå börjar vi just nu utforska - genom djupa borrprojekt - denna dolda biosfär."

I en vattnig värld som aldrig ser solljus, bakterie, svampar och andra mikrober har anpassat sig för att livnära sig på den magmatiska bergarten som omger dem – eller till och med på varandra. De sprider sig genom mikrosprickor och håligheter, bilda komplexa och utökade samhällen.

"Vid döden, de mikrobiella samhällena blir fossila på väggarna i deras steniga hem. Dessa mikrofossiler kan ge en historia av mikrobiellt liv i vulkaniskt berg."

En vulkanisk mikrofossilatlas

Avgörande, Jordens oceaniska skorpa är geokemiskt mycket lik de vulkaniska bergarterna som dominerar Mars-landskapet.

"Vårt mål är att kunna använda havsskorpans mikrofossilregister som ett modellsystem för att vägleda marsutforskning, "Vår granskning av befintlig kunskap är ett viktigt första steg, förklarar Ivarsson. men en mer omfattande förståelse av det djupa livet behövs för att visa var och vad man ska söka efter."

För att uppnå detta, säger Ivarsson, vi behöver samla in mer data om mikrofossils utseende och placering – men också, på deras kemiska sammansättning.

"Dessa fossiler bevarar ofta enorma morfologiska detaljer. Till exempel, vi kan urskilja breda klasser av svampar genom uppkomsten av sporer, fruktkroppar, mycel och andra tillväxttillstånd – eller av bakterier, genom närvaron av blomkålsliknande formationer, generationer av biofilmer bevarade som laminerade ark, och andra karakteristiska samhällsstrukturer.

"Men analys av lipider och kolisotoper i mikrofossiler kommer att göra det möjligt att särskilja mer exakta grupper baserat på deras metabolism.

"Sammantaget kommer denna information att hjälpa till att identifiera vilka typer av mikroorganismer som mest sannolikt har bevarats på Mars, och vilka geokemiska förhållanden som gynnar fossilisering mest."

Ett fossilregister på Mars

Mikrofossilatlasen skulle därför också hjälpa till att bestämma vilka prover som bör riktas mot för att återvända till jorden, med tanke på den begränsade nyttolasten av Mars-uppdragen.

"Både NASAs Mars 2020- och ExoMars-uppdrag kan upptäcka större fossiliserade strukturer från vulkaniska stenar, såsom mm-stora mineraliserade svampmycel, eller större mikrostromatoliter i öppna vesiklar.

"ExoMars 8 mikrometer/pixelkameror har större chans att identifiera små egenskaper och individuella hyfer på plats på Mars. NASA-uppdraget har möjlighet att samla in prover för senare undersökning på jorden, och dess 15 mikrometer/px kameror kan därför vara tillräckligt utvalda prover med hög sannolikhet att innehålla biosignaturer. Dessa kompletterande strategier ökar den totala chansen att upptäcka bevis på tidigare liv på Mars, om det finns, avslutar Ivarsson.