Kemungkinan Fotosintesis di Bawah Permukaan Es Mars: Zona Layak Huni Tersembunyi

SEBUAH penelitian terbaru mengatakan kondisi yang diperlukan untuk fotosintesis di Mars mungkin terjadi di bawah permukaan es berdebu di lintang tengah Planet Merah itu.

Fotosintesis adalah proses di mana makhluk hidup seperti tumbuhan, alga, dan sianobakteri menghasilkan energi kimia. Proses ini memerlukan air dan cahaya untuk berlangsung dan menghasilkan sebagian besar oksigen di atmosfer Bumi. 

Penelitian baru menunjukkan lapisan es yang cukup tebal di Mars dapat menyaring radiasi matahari yang keras, namun tetap memungkinkan sinar matahari menembus es untuk fotosintesis, menciptakan "zona layak huni radiasi."

Baca juga : Pencarian Kehidupan di Mars: Wawasan Baru dari Curiosity tentang Perubahan Iklim Mars

Seperti halnya fotosintesis memerlukan cahaya yang tepat, hasil ini harus dipandang secara tepat. Meskipun hasil ini tidak menyatakan kehidupan saat ini ada di Mars atau pernah ada dalam sejarah Planet Merah, hasil ini memberikan para ilmuwan yang sedang mencari tanda-tanda kehidupan gambaran di mana harus mencari.

"Kami tidak menyatakan telah menemukan kehidupan di Mars, tetapi kami percaya bahwa paparan es berdebu di lintang tengah Mars merupakan tempat yang paling mudah diakses untuk mencari tanda-tanda kehidupan Mars hari ini," ujar Aditya Khuller, Peneliti Pasca-Doktoral di Jet Propulsion Laboratory NASA kepada Space.com.

Bumi vs Mars: Temukan Perbedaannya

Baik Bumi maupun Mars berada di dalam "zona layak huni" dari matahari, yaitu wilayah di sekitar bintang di mana suhu memungkinkan air cair ada di permukaan planet. Sementara 71% permukaan Bumi tertutup lautan air cair, Mars tampak sebagian besar merupakan lanskap kering.

Baca juga : Dua Pengorbit Mars Eropa Mengamati Fitur Tersembunyi di Kutub Selatan Mars Melalui Es yang Mencair

Pengamatan dari misi Mars seperti rover Curiosity dan Perseverance menunjukkan bahwa ini tidak selalu terjadi. Fitur geologis yang dieksplorasi oleh robot ini, seperti dasar danau kering dan aliran sungai, menunjukkan air cair pernah mengalir melintasi pemandangan Planet Merah miliaran tahun lalu. Selain itu, misi yang terbang di atas Mars, seperti Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) NASA, telah menemukan es air di Mars, sering kali di daerah yang tak terduga.

Para ilmuwan berpikir bahwa Mars kehilangan air cairnya miliaran tahun lalu ketika medan magnetnya menghilang (magnetosfer Bumi masih kuat) dan atmosfernya sebagian besar hilang. Hal ini menyebabkan air yang menguap tak terhalangi untuk hilang ke luar angkasa. 

Kurangnya atmosfer tebal juga berarti bahwa Mars modern dibombardir oleh radiasi ultraviolet keras dari matahari, yang mematikan bagi makhluk hidup dan menghancurkan molekul kompleks yang diperlukan untuk kehidupan.

Baca juga : Penemuan Mikroba di Batuan Berusia 2 Miliar Tahun, Jadi Petunjuk Kehidupan di Mars?

"Tidak seperti Bumi, Mars tidak memiliki pelindung ozon, sehingga ada 30% lebih banyak radiasi ultraviolet berbahaya di permukaan dibandingkan dengan planet kita," kata Khuller. 

"Oleh karena itu, di Mars, area di mana fotosintesis bisa terjadi lebih mungkin ada di dalam es berdebu, karena es berdebu yang menutupi menghalangi radiasi ultraviolet berbahaya di permukaan Mars, dan air cair sangat tidak stabil di permukaan Mars karena atmosfernya yang kering."

Menggunakan simulasi komputer, tim menemukan bahwa es Mars yang berdebu bisa mencair dari dalam, dengan es yang menutupi melindungi air cair di bawah permukaan agar tidak menguap ke atmosfer Mars yang kering.

Baca juga : Ceres: Dunia Lautan Beku yang Tersembunyi di Sabuk Asteroid

"Jadi, dua bahan utama untuk fotosintesis bisa hadir di dalam es berdebu Mars di lintang tengah," tambah Khuller. 

"Fotosintesis memerlukan jumlah sinar matahari yang cukup dan juga air cair untuk berlangsung. Dua simulasi independen sebelumnya tentang salju padat di Mars menemukan bahwa pencairan di bawah permukaan bisa terjadi di lintang tengah Mars hari ini jika sedikit debu (kurang dari 1%) ada di dalam salju.

"Dengan ditemukannya es berdebu yang terbuka di dalam tumpukan salju berdebu yang terkubur yang terkait dengan ngarai Mars beberapa tahun lalu, ada mekanisme untuk mereka mencair di bawah permukaan dan membentuk air cair di bawah permukaan yang dangkal."

Khuller menjelaskan tim menemukan es berdebu yang terbuka, es yang menutupi bisa menghalangi radiasi ultraviolet berbahaya di permukaan Mars. Es ini juga memungkinkan radiasi matahari yang cukup menembus di bawah permukaan es untuk memungkinkan fotosintesis terjadi.

Kedalaman di mana zona layak huni radiasi ini ada bergantung pada jumlah debu di dalam es. Simulasi tim menunjukkan bahwa es yang sangat berdebu akan menghalangi terlalu banyak sinar matahari. Namun, es dengan debu 0,01% hingga 0,1% akan memungkinkan zona radiasi terbentuk pada kedalaman antara 5 hingga 38 sentimeter. Es yang kurang "tercemar" akan memungkinkan keberadaan zona radiasi yang lebih dalam dan lebih luas pada kedalaman antara 2,2 hingga 3,1 meter.

Tim berpendapat wilayah kutub Mars, tempat sebagian besar esnya ditemukan, akan terlalu dingin untuk zona layak huni radiasi ini ada karena kurangnya pencairan di bawah permukaan. Pencairan semacam itu lebih mungkin terjadi di area lintang tengah Planet Merah.

Teori tim mendapat beberapa dukungan, dalam bentuk bukti observasi yang datang bukan dari Mars tetapi dari planet kita.

"Saya terkejut mengetahui ada kemungkinan analog yang mirip untuk kehidupan di dalam es di Bumi yang mengandung debu dan sedimen," tambah Khuller. "Ini disebut 'lubang cryoconite' dan terbentuk ketika debu dan sedimen di atas es mencair ke dalam es karena lebih gelap daripada es."

Setiap musim panas, air cair terbentuk di sekitar debu gelap di dalam es karena pemanasan dari sinar matahari, meskipun es di atasnya beku, seperti penutup. Ini terjadi karena es itu tembus cahaya, memungkinkan sinar matahari menembus ke bawah permukaan.

"Orang-orang telah menemukan mikroorganisme yang hidup di habitat bawah permukaan dangkal ini di Bumi," kata Khuller. "Mikroorganisme ini biasanya tidur di musim dingin ketika tidak ada cukup sinar matahari untuk membentuk air cair di dalam es berdebu."

Tentu saja, semua ini tidak berarti bahwa kehidupan fotosintetik ada di Mars atau pernah ada. Namun, ini menarik dan bisa mendorong penelitian lebih lanjut tentang kemungkinan keberadaan zona layak huni radiasi di bawah permukaan Planet Merah.

"Saya sedang bekerja dengan tim ilmuwan untuk mengembangkan simulasi yang lebih baik tentang apakah, di mana, dan kapan es berdebu bisa mencair di Mars hari ini," Khuller menyimpulkan. "Selain itu, kami juga sedang menciptakan kembali beberapa skenario es berdebu ini di laboratorium untuk mempelajarinya lebih detail." (Space/Z-3)