Ny forskning om mikrobiella livsformer som lever i nästan karga vulkaniska landskap på Island kan hjälpa forskare att förstå hur man bäst söker efter liv på andra planeter.

Forskare med NASA:s FELDSPAR-projekt (Field Exploration and Life Detection Sampling for Planetary Analogue Research) studerar fördelningen av liv i dessa hårda isländska miljöer för att informera sökandet efter dolda livstecken på planeter som Mars. Än så länge, de har funnit att mikrober vid deras studieplatser ofta är isolerade i "hot spots" och att mikrobiella samhällen är olika fördelade i områden som utsätts för olika geologiska processer, som vind eller glaciation. De presenterade sina resultat förra månaden vid AGU:s höstmöte 2019 i San Francisco.

Sökandet efter utomjordiskt liv är för närvarande begränsad till fjärranalys, med satelliter och teleskop, och markbaserade robotuppdrag, såsom NASA:s Mars 2020 roveruppdrag som ska lanseras nästa år. Rovers kan bara samla in och testa ett visst antal prover innan deras resurser är uttömda, så urvalet måste vara strategiskt.

Forskare misstänker att Mars en gång var varmare och blötare än den är nu och kunde ha hyst liv. Dock, tecken på tidigare liv eller potentiella överlevande livsformer är inte uppenbara. "Vad [FELDSPAR-forskare] har arbetat med är att försöka ta reda på hur många prover vi behöver få för att sannolikt ta prov på den ena regionen som har den biologiska hotspoten, sa Amanda Stockton, en biokemist vid Georgia Institute of Technology och med-principutredare för FELDSPAR-projektet.

Det är bristen på utbredd, uppenbart liv som gör isländska vulkanmiljöer till ett idealiskt val som analoga platser för mars. De är täckta av tephra, aska eller stenigt material som spyddes ut från vulkanerna. Tefran domineras av basalt, en vulkanisk sten som utgör många regioner på Mars yta. FELDSPAR-forskare samlar in tefraprover och testar dem för DNA och ATP, en biomolekyl som marklivet använder för att överföra energi. Medan forskarna analyserar tecken på samtida (bevarad) liv på Island, de säger att förståelse av dessa distributionsmönster också kan vara användbart för att söka efter biologiska signaturer av utdöda liv på andra planeter.

Jen Blank, som leder NASA BRAILLE-projektet för att karakterisera tecken på liv i lavarör och inte är involverad i FELDSPAR, berömde forskningen. "Det är den första riktigt systematiska studien i olika skalor som har gjorts, för det är så svårt att göra. Och det tar mycket tid, " Hon sa.

Tyvärr, om dessa isländska analoga platser är någon indikation, den kan potentiellt ta fler prover än en rover kan analysera för att lokalisera livstecken på en annan planet, även om de är närvarande, enligt forskarna. Stockton beskrev ett område där teamet analyserade nästan 400 prover och endast två hade höga nivåer av biologi.

Med tanke på denna verklighet, FELDSPAR-forskare försöker förfina sökparametrar genom att undersöka om det finns några fysiska egenskaper i miljön som är korrelerade med livsfickor. Om så är fallet, Fjärranalysteknik från satelliter eller drönare kan användas för att identifiera platser som med största sannolikhet kommer att hysa tecken på liv innan en rover använder värdefulla resurser för att faktiskt analysera prover.

Detta arbete pågår fortfarande, men forskarna har gjort några preliminära fynd. Enligt FELDSPAR-forskaren Anna Simpson, en mikrobiell ekolog vid Georgia Institute of Technology, en potentiell miljöfaktor som kan påverka livsfördelningen är områdets geologiska historia. "Livet förekommer i fläckar och längs gradienter i områden som formas av vind, medan det är jämnt fördelat med några till synes slumpmässiga hotspots med hög biologisk aktivitet i områden som påverkats av nyligen glaciation, " Hon sa.

Simpson sa att teamet också har börjat utvärdera genomsnittlig tephrakornstorlek på en plats som en annan potentiell prediktiv faktor för biosignaturer på Mars. "Vi är verkligen intresserade av om antalet sprickor i ett mineralkorn kommer att påverka hur mycket liv som finns där, " sa Simpson. Hon förklarade att större korn med fler sprickor potentiellt skulle kunna skydda mikrober från dödlig UV-strålning på ytan av Mars. "Vi finner faktiskt att, där det finns riktigt stora bitar av basalt i tefran, de tenderar att ha mer ATP, sa Simpson, som betonade att det behövdes mer analys för att bekräfta detta mönster.

FELDSPAR-forskarna analyserar fortfarande data från sin senaste fältsäsong och planerar att publicera fler resultat som kan komma att informera roversöktekniker i framtiden. Men det är redan mycket tydligt att begränsningar för livet och hur det är fördelat i rum och tid kan skilja sig åt beroende på miljön, sa Diana Gentry, en medprinciputredare på FELDSPAR och en mikrobiolog som är specialiserad på instrumentering vid NASA Ames Research Center. "Det har [implikationer] för de antaganden du gör om livet på andra världar och ... hur du skulle leta efter det."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.