TERESTRICKÉ ANALOGY I.
GEOCHEMICKÝ ANALOG: RÍO TINTO


Obr. 1: Celkový pohled na Peña del Hierro, Río Tinto.

V minulém článku byla připomenuta první astrobiologická mise sond Viking 1 a 2. Ale než se Vikingy a jejich následovníci vydali nebo v budoucnu vydají na cestu k planetě či měsíci, aby tam našli známky současného nebo bývalého života, bylo a je nutné otestovat, jestli navržené přístroje (alias scientific payloads) skutečně dokážou život najít.

Testování probíhá na Zemi v podmínkách, které se co nejvíce podobají podmínkám na cílovém tělese – na jeho terestrickém analogu.

Terestrické analogy jsou definovány jako místa, která jsou analogická či podobná jiným planetárním tělesům Sluneční soustavy.

Výzkum je zaměřen na:

porozumění procesům, které proběhly na jiných planetách/měsících v minulosti

Fyzikálně-chemické procesy probíhají za stejných podmínek stejně. Např. geochemické cykly jednotlivých prvků.

určení limitů života pro odhady obyvatelnosti jiných planet a měsíců

Pokud se pozemský život dokáže adaptovat a přežívat v podobných podmínkách, tak proč by tam nemohli přežít „domorodci“, kteří měli miliardy let na přizpůsobení daným podmínkám? Např. polární fototrofní mikroorganismy dokáží přežívat v podmínkách současného Marsu.

vývoj technologií pro detekci života

Když daný navrhovaný přístroj nedokáže najít život na Zemi v místě, kde prokazatelně existuje, těžko ho najde na jiném tělese Sluneční soustavy. A takový přístroj nemá cenu posílat. Nebo je třeba vyzkoušet technologii, např. odběr podpovrchových vzorků a jejich zpracování, včetně stanovení rizika kontaminace vzorku.

vytváření základu pro získání nezbytných informací pro plánování terraformingu

Tady se naráží na (geo)etický problém, jestli máme právo měnit podmínky na jiné planetě. Je zde ale možné zkoušet technologie pro využívání místních zdrojů (ISRU, in-situ resources utilization), které budou nezbytné pro pilotované mise.

Geochemický analog: Río Tinto

Río Tinto je říční systém nacházející se v iberijském pyritickém pásmu v jihozápadním Španělsku. Systém se skládá ze dvou extrémně kyselých potoků pramenících v oblastech Peña del Hierro a Cerro Colorado. Nízké pH vzniká kombinací složení geologického podloží a aktivity chemolitotrofních mikroorganismů. pH se pohybuje v rozmezí 1 až 3, voda obsahuje vysoké koncentrace sloučenin síry a iontů železa, které způsobují typické červené zabarvení. Podpovrchový ekosystém je charakterizován strmými gradienty pH a dostupnosti kyslíku, od aerobního silně kyselého po anoxický neutrální.


Obr. 2: Mikrobiální nárost v Anabel’s garden, Peña del Hierro, Río Tinto.

Mineralogické složení Río Tinto s převažujícími hematity a jarosity se podobá Planum Meridiani na Marsu, proto je cenným analogem specifických geochemických podmínek.

Unikátní mikrobiální společenstvo vytváří silné mikrobiální nárosty, které se na povrchu skládají z archebakterií a bakterií redukujících nebo oxidujících síru či železo a z eukaryotních řas. Sinice se zde nevyskytují kvůli nízkému pH. Pod povrchem pak vlivem mikrobiální aktivity dochází k redukci železa a jeho srážení. Ekofyziologická laboratorní i terénní měření prokázala výbornou adaptaci ruduchy Cyanidium sp. na specifické environmentální podmínky v Río Tinto.

V letech 2002–2005 probíhal v oblasti Peña del Hierro společný projekt NASA a CAB Mars Astrobiology Research and Technology Experiment (MARTE) zaměřený na simulaci hledání života pod povrchem. Cílem projektu byl vývoj a demonstrace techniky vrtání do hloubky alespoň 5 m, získání jádra vrtu pro geologický popis a získání alespoň jednoho pozitivního a spolehlivého znaku detekce života. Ve skutečnosti vrt dosáhl maximální hloubky 6,1 m, byl pořízen geologický popis jádra vrtu a život byl detekován ve 12 z 15 vzorků.

V roce 2009 proběhl krátký, ale intenzivní výzkum Río Tinto Field Campaign v rámci evropského projektu CAREX s cílem předvést astrobiologické techniky pro mineralogii/geochemii a biologii/detekci života, porovnat metodiky a podpořit jejich harmonizaci a metodologii. Pro geochemické a mineralogické analýzy byly vybrány 4 přístroje pro mineralogii a geologii a 3 přístroje pro detekci života (viz tabulka a obr. 3). Analýza Mösebauerových, rentgenových difrakčních a Ramanovských spekter prokázala geochemickou podobnost Río Tinto a Planum Meridiani. Instrumenty pro detekci života prokázaly přítomnosti bakterií ve vodě a sedimentech a fotochemickou aktivitu mikrobiálních nárostů (obr. 4).


Tab. 1: Popis instrumentů a jejich hlavních řešitelů v Río Tinto Field Campaign

V roce 2011 proběhla pětidenní simulace pilotované mise na Mars organizovaná Austrian Space Forum. Byla řízena z řídicího centra v Innsbrucku. Během mise byly prováděny experimenty zaměřené na robotiku, geologii a biologii, včetně simulovaných EVA. Data byla předávána zpět do řídicího centra a na jejich základě byl pak sestaven program na příští den. Data získaná během simulace pomohou v budoucnosti při přípravě simulačních misí v terestrických analozích.


Obr. 3: FluorCam v astrobiologické laboratoři na Río Tinto.

Obr. 4: Fotosynteticky aktivní část vzorku JQ05 (STONE) z lokality Anabel’s garden, Río Tinto.

V roce 2016 proběhla další podobná simulace v rámci evropského projektu MOONWALK.

V posledních letech probíhá další společný projekt NASA a CAB Life-detection Mars Analog Project zaměřený na detekci podpovrchových biomarkerů na základě imunologického testu SOLID.


Obr. 5: Hromnické jezírko na Plzeňsku

Oblast Río Tinto byla v roce 2005 vyhlášena chráněnou krajinnou oblastí. Parque Minero de Río Tinto (Těžařský park Río Tinto) nabízí exkurze do Peña del Hierro, tj. nedaleko experimentálních lokalit (pouze s průvodcem).

Přibližnou představu, jak Río Tinto vypadá, může poskytnout přírodní památka Hromnické (Červené) jezírko na Plzeňsku. Na rozdíl od Río Tinto zde kyselé prostředí vzniklo výluhem síranů z břidlic. Od středověku byly místní břidlice používány pro výrobu kyseliny sírové. Voda obsahuje síran železitý, který způsobuje její červenohnědou barvu.

Autorka:
RNDr. Jana Kvíderová, Ph.D.
(Centrum polární ekologie PřF JU; jana.kviderova@objektivem.net
)

K dalšímu čtení:
Cannon H. N. et al. J. Field Robot. 2007, 24(10): 877–905.
Gómez F. et al. Int. J. Astrobiol. 2011, 10, 291–305.
http://parquemineroderiotinto.es/

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •