Mars tidak selalu dingin dan kering seperti yang kita kenal sekarang. Miliaran tahun yang lalu, para ilmuwan memperkirakan suhu di bumi mungkin hangat, lembap, dan diselimuti atmosfer yang jauh lebih tebal, sehingga menciptakan kondisi yang mendukung kehidupan mikroba sederhana. Namun demikian, membuktikan adanya kehidupan di sana masih merupakan salah satu tantangan terbesar dalam ilmu pengetahuan planet.
Penjelajah NASA telah mendeteksi molekul organik di batuan Mars, namun senyawa ini saja tidak dapat memastikan bahwa pernah ada kehidupan. Mulai tahun 2030, penjelajah Rosalind Franklin milik Badan Antariksa Eropa diperkirakan akan bergabung dalam pencarian dengan instrumen khusus yang dirancang untuk mencari bukti kimia yang lebih kuat. Saat ini, para peneliti dari Institut Max Planck untuk Penelitian Tata Surya (MPS), Universitas Göttingen, dan Université Côte d’Azur di Nice (Prancis) menguji salah satu metode deteksi utama penjelajah tersebut.
Mencari tanda-tanda biologis Mars kuno
Menemukan bukti kuat kehidupan Mars kuno berarti membedakan molekul organik yang diciptakan oleh organisme hidup dari molekul yang dihasilkan oleh bahan kimia biasa. Para peneliti percaya bahwa dua hidrokarbon, pristane (C19H40) dan fitana (C20H42), dapat membantu menjawab pertanyaan ini.
Molekul-molekul ini berasal dari organisme hidup dan juga ditemukan pada minyak di Bumi. Karena mereka sangat stabil, para ilmuwan yakin mereka dapat bertahan hidup miliaran tahun dalam kondisi yang tepat.
“Jika kehidupan pernah ada di Mars, maka molekul seperti pristane dan phytane mewakili biosignature molekul penting yang mungkin bertahan hingga hari ini,” kata Guillaume Leseigneur, ilmuwan MPS dan penulis utama studi baru ini.
Mengapa molekul bayangan cermin itu penting
Pristane dan phytane memiliki karakteristik penting lainnya yang menjadikannya target menarik dalam pencarian kehidupan. Seperti kebanyakan senyawa organik, senyawa ini bersifat kiral, artinya senyawa ini terdapat dalam dua bentuk cermin yang disebut enansiomer. Kedua versi tersebut mengandung atom yang sama tetapi disusun sebagai bayangan cermin satu sama lain, seperti tangan kiri dan kanan seseorang.
“Khiralitas adalah alat yang berharga dalam mencari kehidupan di luar bumi di masa lalu,” kata rekan penulis Uwe Meierhenrich dari Universitas Côte d’Azur.
Organisme hidup umumnya menghasilkan hampir secara eksklusif bayangan cermin dari molekul kiral. Para ilmuwan memperkirakan pola yang sama berlaku untuk semua kehidupan di tempat lain di alam semesta, karena sistem kehidupan bereproduksi. Sebaliknya, molekul yang terbentuk tanpa biologi seharusnya mengandung kedua bentuk bayangan cermin tersebut dalam jumlah yang kira-kira sama.
Ulasan Rosalind Franklin Rover
Penjelajah Rosalind Franklin akan mencari perbedaan halus ini menggunakan Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA), sebuah instrumen yang dikembangkan dan dibuat di bawah arahan MPS. MOMA menggabungkan kromatografi gas, spektrometer massa, oven kecil, dan laser eksitasi.
Sampel batuan pertama-tama dipanaskan dalam tungku untuk melepaskan senyawa yang mudah menguap. Gas-gas ini kemudian dianalisis dan dilewatkan melalui tabung kapiler yang dilapisi khusus. Karena versi bayangan cermin dari molekul yang sama berinteraksi secara berbeda dengan lapisan, mereka bergerak melalui tabung dengan kecepatan berbeda, sehingga instrumen dapat memisahkannya.
Untuk studi baru ini, para peneliti menggunakan replika tabung kapiler MOMA yang identik. Untuk pertama kalinya, mereka berhasil memisahkan bentuk kiral pristana dan fitana, meskipun molekulnya sangat tidak reaktif.
“Pemisahan kiral antara pristana dan fitana memerlukan sensitivitas instrumen dan presisi pengukuran yang tinggi, yang menurut kami dapat dicapai oleh MOMA,” jelas Fatma Yesil Sahan, rekan penulis dan anggota tim MOMA di MPS.
Meteorit mengungkap perubahan tak terduga
Alih-alih batuan Mars, tim menguji sampel meteorit Murchison yang terkenal, yang jatuh di Australia pada tahun 1969. Seperti kebanyakan meteorit, meteorit tersebut mengandung campuran senyawa organik. Beberapa berasal dari meteorit yang terbentuk, sementara lainnya mungkin berasal dari kontaminasi biologis setelah meteorit itu mendarat. Para peneliti pertama kali menduga bahwa pristane dan phytane termasuk dalam kategori kedua ini.
Namun hasilnya menunjukkan cerita yang berbeda.
Meteorit tersebut mengandung jumlah yang sama dari setiap versi bayangan cermin pristane dan phytane. Pola ini tidak sesuai dengan bahan biologis yang mungkin mencemari meteorit tempat ditemukannya.
Sebaliknya, para peneliti menyimpulkan bahwa kontaminasi tersebut kemungkinan besar terdeteksi ketika meteorit tersebut melewati atmosfer bumi, dan menemukan aerosol yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil.
Perbandingan dengan pristane dan fitana yang ditemukan dalam serpih minyak mendukung penjelasan ini. Batuan sedimen ini mengandung prekursor minyak bumi yang telah berada di kedalaman jutaan tahun.
“Minyak terbentuk di batuan ini selama jutaan tahun di kedalaman yang sangat dalam akibat pengaruh panas dan tekanan,” kata rekan penulis Manuel Reinhardt dari Universitas Göttingen.
Seiring waktu, kondisi ini menghapus ketidakseimbangan alami antara bentuk bayangan cermin molekul, sehingga menghasilkan proporsi yang sama. Hal ini sangat mirip dengan apa yang diamati tim pada meteorit Murchison.
Mempersiapkan pencarian kehidupan di Mars
Para peneliti mengatakan pekerjaan ini tidak hanya memvalidasi MOMA sebelum misinya ke Mars. Hal ini juga menimbulkan pertanyaan baru tentang bagaimana molekul organik dalam meteorit terkontaminasi dan apa dampak peningkatan polusi terkait minyak di atmosfer bumi bagi penelitian di masa depan.
MOMA adalah bagian dari misi ExoMars ESA ke Mars dan dikembangkan serta dibangun di bawah program dan didanai oleh Badan Antariksa Eropa.
