אולי אנחנו לא לבד?

יצירתו של חומר חי מחומר לא חי הוא תהליך פשוט

מאת: פרופ' עקיבא בר נון, מתוך: גלילאו גליון 18 ספטמבר/אוקטובר 1996

האם הגיע הרגע שחיכינו לו מאז שנשאנו את עינינו לשמים? האם אמנם התגלתה העדות הראשונה לחיים מחוץ לכדור הארץ? העדויות ממחקר שנמשך שנתיים, על מטאוריט שהגיע אלינו ממאדים, מראות כי אמנם ייתכן שנמצאים בו מאובנים של בקטריות בנות 3.6 מיליארד שנים, הדומות למאובני הבקטריות הראשונות, בנות אותו גיל, שנמצאו בסלעי הארץ.
כאשר עדויות אלו יאומתו על ידי מחקרים נוספים, והמסקנות על מאובנים של חיים פרימיטיביים על מאדים יאושרו גם הן, נדע לבטח כי גם על מאדים, שכננו במערכת השמש שנוצר, כמו כדור-הארץ לפני 4.5 מיליארד שנה, החלו החיים באותה תקופה שהם נוצרו על פני כדור הארץ הקדום.
אם אכן כך, הרי יצירתם של חיים מחומר לא חי הוא תהליך הקורה די בקלות, במשך מיליארד השנים הראשונות להיווצרותה של פלנטה, כאשר התנאים מתאימים (תנאים מתאימים הם חוסר חמצן חופשי ונוכחות מים נוזליים). אם אמנם החיים נוצרים בקלות יחסית, הרי צפיפות החיים בגלקסיה שלנו, המכילה כמאה מיליארד כוכבים שלחלק ניכר מהם יש פלנטות, יכולה להיות גדולה. יש לזכור כי החיים שאנו מדברים עליהם פרימיטיביים ביותר- בקטריות בלבד. הבקטריות שלטו על פני כדור הארץ במשך כשלושה מיליארד שנים, מעת היווצרותן לפני כ- 3.6 מיליארד שנים ועד לפני כ- 700 מליון שנים, אז החלו להופיע יצורים גדולים ומסובכים יותר.
האדם הופיע רק לפני 3 עד 5 מיליון שנים, והציוויליזציה שלנו היא בת פחות מ-10,000 שנים – רק שלוש מיליוניות מגיל החיים על פני כדור הארץ. בכדי שנוכל להעריך את הסיכוי ליצור קשר רדיו עם ציוויליזציות אחרות, יש לשאול כמובן אם שלוש מיליוניות אלו הן הכרחיות בהתפתחות החיים ולכך יש לנו רק דוגמה אחת- על פני כדור הארץ.
באשר לממצאים מהסלע של מאדים. סלע זה, שמשקלו כ-1.5 קילוגרמים, נתגלה בשנת 1984 באנטארקטיקה באזור הנקרא HALLAN HILLS לכן סימונו .ALH 84001 קל למצוא מטאוריטים באנטארקטיקה: קירות הסלע המתגלים בשברים בולטים בקרח הלבן. כמו כן, בגלל הקור העצום והיובש הרב שבעקבותיו (יותר מאשר בסהרה), יש שם מעט מאוד מיקרואורגניזמים היכולים לזהם את המטאוריטים. לפי עובי שכבת הקרח, שכב המטאוריט שם כ-13,000 שנים מאז הגיע לכדור הארץ. לפי חשיפתו לקרינה קוסמית בחלל, לפני שהגיע לארץ, נראה ששהה שם כ-15 מיליון שנים, מאז הותז מפניו של מאדים על ידי פגיעת מטאוריט גדול. עד היום יש בידינו 12 מטאוריטים שהגיעו ממאדים הנקראים קבוצת SNC לפי מקומות מציאתם (NAKHLA CHASSIHNY SHERGOTTY).
לבד מכדור הארץ, מאדים הוא המתאים ביותר במערכת השמש ליצירת חיים. ליצירת חיים דרושים מים נוזליים, כדי שהחומרים האורגניים יתמוססו בהם ויפעלו זה על זה עד ליצירת אבני היסוד של החיים. מרחקו של מאדים מהשמש גדול פי 1.5 מזה של הארץ, לכן הוא מקבל פי 1.5) 2.25 בריבוע) פחות קרינה מהשמש, וכיום הטמפרטורה השוררת בו מצויה מתחת לאפס, ומימיו קפואים בקטבים ומתחת לפני הקרקע – בצורת קרח-עד (פרמהפרוסט), כפי שאנו מכירים באנטארקטיקה.
אולם, צילומי פני הקרקע של מאדים מורים בבירור כי אי פעם היו על פניו מים נוזליים. על פני הכוכב אפשר להבחין בוואדיות שנוצרו על ידי מים נוזליים, ואף באזורי שיטפונות גדולים. גם המטאוריטים שהגיעו ממאדים מכילים מינרלים שנוצרו בנוכחות מים נוזליים. לכן סביר להניח כי בשחר ימיו הכיל מאדים באטמוספרה שלו כמויות גדולות יותר של פחמן דו-חמצני ואדי מים אשר על ידי אפקט החממה גרמו לטמפרטורת שטח די גבוהה כדי לאפשר את קיומם של מים נוזליים ולא רק קרח, כמו היום. מאדים החם התקרר במשך השנים. המים קפאו ואחריהם גם הפחמן הדו חמצני. עם היעלמותם של גזי החממה הללו (המחממים כיום את כדור הארץ) קפא מאדים ונותר קר עד היום. פעילות אקראית שמתרחשת בו גורמת לחימום הקרקע תוך התכת הקרח וגרימת שיטפונות אדירים שהעדות להם נראית כיום בצילומי מאדים.
המטאוריט שנבדק הוא סלע בזלת סדוק הנשבר בקלות לאורך הסדקים. הוא התגבש לפני 4.5 מיליארדי שנים, באותה עת בה נוצר כדור הארץ. לפני 3.6 מיליארדי שנים, בהיותו במאדים, זרמו לתוך הסדקים מים ובתוכם פחמן דו חמצני מומס. הם הפכו במשך הזמן לתרכובות פחמן מוצקות (גיר). בתוכן נמצאו כדורים, אף הם בנויים מתרכובות פחמן, ומסביבם קליפה של ברזל חמצני (מגנטיט) וברזל גפריתי שניהם נוצרים בכדור הארץ על ידי תהליכי חמצון וחיזור של חיידקים. ליד תרכובות הברזל נמצא חומר אורגני – תרכובות ארומטיות פוליציקליות (PAH), הדומות לנפתלין שאנו מכירים.
חומרים אלו נוצרים בחימום של חומר חי לטמפרטורות גבוהות בהיעדר חמצן. ההרכב האיווטופי של תרכובות הפחמן ושל החומרים האורגניים מראה בבירור שאלו אינם זיהומים שנרכשו על פני הארץ, אלא מקורם במאדים. כמו כן הרכב הסלע עצמו דומה להרכב סלעי מאדים, כפי שהראו הבדיקות שנערכו על פני מאדים בשנת 1976 על ידי שתי חלליות הוויקינג שנחתו עליו. הן חיפשו מיקרואורגניזמים החיים שם היום, אך הבדיקות הביוכימיות העדינות הופרעו על ידי אדמת מאדים, והתוצאות לא היו חד משמעיות. בתרכובות הפחמן נמצאו גם גופים חוטיים בגודל של כחצי אלפית המילימטר, הדומים למאובני הבקטריות הראשונות שנמצאו בסלעי הארץ. בהיבט כללי, אם כי כל תוצאה לכשעצמה יכולה להיות מוסברת על ידי תהליכים שאינם קשורים בחיים, הרי אוסף כל התוצאות יחד באזור קטן מאוד בסלע, הוא, ככל הנראה, עדות לחיים פרימיטיביים שהתקיימו על מאדים. המאמר המסכם את תוצאות המחקר מופיע בעתון סאיינס (SCIENCE) ב 16-באוגוסט '.96.
בשנים הבאות נחזור להקיף את מאדים, לנחות עליו ולבדקו על ידי מעבדה אוטומטית, בשנת ,2005 אולי תתאפשר החזרת דגימה ממאדים לארץ, לבדיקות נוספות. לאור הממצאים הנוכחיים, צריך יהיה כמובן לשמור את הדגימות בתנאי בידוד קיצוניים כדי שלא יזהמו את כדור הארץ בחיים שמחוצה לו. נראה שלא ירחק היום וגם האדם ינחת על מאדים, אך בינתיים יחזרו החוקרים במעבדות רבות בעולם על הבדיקות שנערכו במרכז החלל של נאס”א ובאוניברסיטת סטנפורד, כדי לוודא את אמיתותן, ויבדקו אף את המטאוריטים האחרים שהגיעו אלינו ממאדים.
* * *
פרופ' עקיבא בר-נון הוא ראש החוג לגיאופיסיקה ולמדעים פלנטריים  באוניברסיטת תל-אביב.

חשיבות התגלית – במסקנה שחיים יכולים להיווצר בקלות אומר פרופ' עקיבא בר-נון
המיקרואורגניזמים שלנו שלטו בכדור הארץ במשך רוב תקופת חייו – מלפני 3.7 מליארדי שנים ועד לפני 700 מיליוני שנים

מאת: פרופ' עקיבא בר-נון
מדענים אמריקאים הציגו במסיבת העיתונאים אוסף של עדויות המצביעות על אפשרות, לפיה גילו חיים מיקרוסקופיים במטאוריט שהגיע לארץ ממאדים. גם אם תוצאת כל הבדיקה אינה מספיקה, הרי האוסף המרשים של הממצאים מורה, שייתכן כי נתגלו מאובנים של חיים מיקרוסקופיים.
מקור המטאוריט הוא המאדים, על פי הגזים שנמצאו בתוכו, התואמים לידיעותינו על הרכב אטמוספירת הכוכב הזה. גיל הסלע הוא כ-3.6 מליארדי שנים, כגיל הסלעים העתיקים ביותר שנמצאו על פני כדור הארץ. הסביבה שבה נוצר הסלע, וההיסטוריה שלו, מתאימים לתנאי מאדים. נמצאו אזורים של סלעי גיר (קרבונטים) בתוך הסלע, המצביעים על נוכחות מים נוזלים. תרכובות של ברזל עם חמצן (מגנטיט) וברזל עם גופרית, האופייניות לבקטריות מאובנות על הארץ, נמצאו גם הן, וגם חומרים אורגניים, המכילים פחמן ומימן במבנה של טבעות. חומרים אלו נוצרים כאשר מחממים חומר חי לטמפרטורות גבוהות, ללא אוויר. הצורות של המאובנים דומות גם הן למאובנים שנמצאו בכדור הארץ, מלפני 3.5 מיליארדי שנים. זהו, אם כן, אוסף מרשים של עדויות. חשיבות התגלית, אם תאושש בעבודות זהירות אחרות, היא במסקנה שחיים יכולים כנראה להיווצר די בקלות, כאשר התנאים מתאימים לכך. עד עתה ידענו רק על החיים שנוצרו על פני כדור הארץ. עתה יש לנו, כנראה, עוד דוגמה, ממאדים.
המיקרואורגניזמים שלנו שלטו בכדור הארץ במשך רוב תקופת חייו –
מלפני 3.7 מליארדי שנים ועד לפני 700 מיליוני שנים, אז התפתחו על פני כדור הארץ יצורים גדולים ומורכבים יותר. האדם הופיע רק לפני כ-3 עד 5 מיליוני שנים, והציוויליזציה שלנו היא בת כעשרת אלפים שנה בלבד. לכן, אם התנאים במאדים, לאחר שנוצרו עליו החיים הראשונים, השתנו ונעשו קרים ויבשים יותר בתקופה קדומה, המאובנים היחידים שאפשר למצוא על כוכב זה יהיו של מיקרואורגניזמים.
האנושות כבר חיפשה עדות לחיים על המאדים בשנת ,1976 כאשר שתי חלליות “וייקינג”, של סוכנות החלל האמריקאית, נחתו על הכוכב ובדקו את אדמתו. תוצאות הבדיקות לא היו ברורות, בגלל הפרעת החומרים בקרקע לבדיקות הביוכימיות העדינות שנעשו. תוך כמה שנים ישובו חלליות למאדים ושוב תיבדק הקרקע. עד אז, יצטרכו החוקרים להסתפק במטאוריטים שהגיעו משם.
הכותב הוא ראש החוג לגיאופיסיקה ומדעים פלאנטריים באוניברסיטת ת”א