Eχουν περάσει 56 χρόνια από τότε που το διαστημόπλοιο Viking 1 προσγειώθηκε στον Κόκκινο Πλανήτη και τράβηξε τις πρώτες κοντινές φωτογραφίες του στις 20 Ιουλίου 1976. Έκτοτε, πολλές αποστολές έχουν οργανωθεί με σκοπό να αναζητήσουν τις πιθανότητες ύπαρξης ζωής στον Άρη, ακόμα και συλλέγοντας δείγματα από την επιφάνεια του πλανήτη ώστε να αναλύσουν τις οργανικές ενώσεις που μπορεί να υπάρχουν.
Η ύπαρξη ζωής σε άλλους πλανήτες πάντα εξίταρε την περιέργειατων ανθρώπων και ιδιαίτερα των επιστημόνων. Η εξέλιξη της επιστήμης με την τεχνητή νοημοσύνη και τη μηχανική μάθηση θα μπορούσαν να κάνουν την αναζήτηση ζωής στον Άρη πολύ λιγότερο επίπονη. Μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής την αστροβιολόγο Kimberley Warren-Rhodes του Ινστιτούτου SETI έδειξε σε μελέτη της ότι αυτά τα εργαλεία μπορούν να εντοπίσουν κρυμμένα μοτίβα σε γεωγραφικά δεδομένα που θα μπορούσαν να υποδεικνύουν την παρουσία σημείων ζωής.
«Το πλαίσιό μας, μας επιτρέπει να συνδυάσουμε τη δύναμη της στατιστικής οικολογίας με τη μηχανική μάθηση για να ανακαλύψουμε και να προβλέψουμε τα πρότυπα και τους κανόνες με τους οποίους η φύση επιβιώνει και διανέμεται στα πιο σκληρά τοπία της Γης», εξηγεί η Warren-Rhodes. «Με αυτά τα μοντέλα, μπορούμε να σχεδιάσουμε εξατομικευμένους οδικούς χάρτες και αλγόριθμους για να καθοδηγήσουμε τα ρόβερ σε μέρη με τη μεγαλύτερη πιθανότητα να είναι ικανά να φιλοξενήσουν ζωή – ανεξάρτητα από το πόσο κρυφά ή σπάνια μπορεί να είναι».
Ο Κόκκινος Πλανήτης μέχρι τώρα φάινεται να είναι ιδιαίτερα αφιλόξενος ακόμα και για οργανικές ενώσεις. Ωστόσο, πολλές περιοχές του ομοιάζουν με τα επίπεδα άγριου και ξηρού περιβάλλοντος σε πολλές περιοχές της Γης δίνοντας έτσι μια απειροελάχιστη ελπίδα να ανακαλυφθεί κάποια μορφή ζωής στον Άρη. Υπάρχει ένα μέρος στη Γη που έχει μια εκπληκτική ομοιότητα με τις άνυδρες πεδιάδες του Άρη. Αυτή είναι η έρημος Ατακάμα στη Χιλή, ένα από τα πιο ξηρά μέρη στον πλανήτη, χωρίς βροχή για δεκαετίες. Ακόμα και σε αυτό το αφιλόξενο μέρος, η ζωή μπορεί να βρεθεί κρυμμένη σε πτυχές κάτω από το έδαφος. Η Warren-Rhodes και οι συνεργάτες της εστίασαν σε μια περιοχή στα όρια μεταξύ της ερήμου Atacama και του οροπεδίου του Altiplano που ονομάζεται Salar de Pajonales. Αυτή η λεκάνη είναι μια αρχαία κοίτη ποταμού και ένα από τα καλύτερα μέρη της Γης που ομοιάζουν με τις συνθήκες του Άρη. Στα 3.541 μέτρα, το υψόμετρο είναι τόσο μεγάλο με αποτέλεσμα η περιοχή να έχει υψηλά επίπεδα έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία. Έχει επίσης χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο και διακρίνεται από το εξαιρετικά ξηρό κλίμα. Ωστόσο, με κάποιο τρόπο, μπορεί να βρεθεί ζωή εκεί σε ορυκτούς σχηματισμούς.
Σε μια περιοχή 2,78 τετραγωνικών χιλιομέτρων, οι ερευνητές τράβηξαν προσεκτικά 7.765 εικόνες και πήραν 1.154 δείγματα, αναζητώντας τις ενδεικτικές βιουπογραφές (κάθε πλανήτης διαθέτει συστατικά που αποτελούν την χημική και ατμοσφαιρική του ταυτότητα, την «βιο-υπογραφή») που μαρτύρησαν την παρουσία φωτοσυνθετικών μικροβιωμάτων. Αυτά περιλάμβαναν τις χρωστικές: καροτενοειδή και χλωροφύλλη, που χρωματίζουν το βράχο ροζ ή πράσινο. Χρησιμοποίησαν επίσης drones για τη λήψη εναέριων εικόνων, για την προσομοίωση εικόνων που ελήφθησαν από τους δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Άρη και πρόσθεσαν τρισδιάστατους τοπογραφικούς χάρτες. Όλες αυτές οι πληροφορίες στη συνέχεια τροφοδοτήθηκαν σε συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα (CNN) για να εκπαιδεύσουν την Τεχνητή Νοημοσύνη ώστε να αναγνωρίζει δομές στη λεκάνη που είναι πιο πιθανό να βρίθουν από ζωή. Ενδιαφέρον αποτελεί ότι τα CNN ήταν σε θέση να εντοπίσουν μοτίβα στην κατανομή της μικροβιακής ζωής στη λεκάνη, παρά τη σχεδόν ομοιόμορφη σύνθεση ορυκτών της περιοχής.
Στο 40% των θόλων του μαλακού ορυκτού γύψου βρέθηκαν ίχνη ζωής και το έδαφος με μοτίβο ριγέ από γύψο κατοικούνταν περίπου στο 5%. Ρίχνοντας μια πιο προσεκτική ματιά στα μέρη αυτά, οι ερευνητές βρήκαν μικροβιότοπους σε τμήματα αλάβαστρου, μια λεπτόκοκκη, πορώδη μορφή γύψου που συγκρατεί το νερό. Αυτοί οι μικροβιότοποι από αλάβαστρο, διαπίστωσε η ομάδα, ήταν «σχεδόν καθολικά κατοικημένοι» και αντιπροσώπευαν τον πιο αξιόπιστο παράγοντα πρόβλεψης βιουπογραφών, υποδηλώνοντας ότι η περιεκτικότητα σε νερό είναι ο κύριος παράγοντας που επηρέαζε τις κατανομές των μικροβιότοπων.
Τα CNN επέτρεψαν στους ερευνητές να αναγνωρίσουν κατά 87,5% σωστά τις βιουπογραφές, σε σύγκριση με το μέγιστο 10% επιτυχίας που είχαν οι τυχαίες αναζητήσεις. Αυτό μείωσε την ποσότητα του εδάφους που χρειάζονταν για να καλύψουν κατά 85 με 97%. «Τόσο για τις εναέριες εικόνες όσο και για τα επίγεια δεδομένα, το μοντέλο έδειξε υψηλή ικανότητα πρόβλεψης για την παρουσία γεωλογικών υλικών που είναι πολύ πιθανό να περιέχουν βιουπογραφές», λέει ο ερευνητής Freddie Kalaitzis από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Η προσέγγιση, λοιπόν, φαίνεται να έχει πολλαπλά οφέλη. Το έργο μας δίδαξε κάτι για τη ζωή σε ακραία περιβάλλοντα εδώ στη Γη και δίνει μια υπόσχεση για τον εντοπισμό της ζωής στον Άρη. Και θα μπορούσε επιπλέον να βοηθήσει στον εντοπισμό άλλων βιουπογραφών εδώ στη Γη.
Η ομάδα σχεδιάζει να προσπαθήσει να εκπαιδεύσει τα CNN της σε άλλες βιουπογραφές, όπως οι στρωματόλιθοι, που είναι απολιθωμένα μικροβιακά στρώματα που μπορεί να είναι δισεκατομμυρίων ετών, και κοινότητες αλόφιλων, οργανισμών που ευδοκιμούν σε εξαιρετικά αλμυρά περιβάλλοντα.
Με πληροφορίες από: Science Alert, Nature, Seti Institute
