Zmrznjene južne nižine zgodaj spomladi. Kreditna slika: MSSS / JPL / NASA Klikni za povečavo
Zaznave metana v marsovskem ozračju so znanstvenike izzvale, da bi našli vir plina, ki je običajno povezan z življenjem na Zemlji. Eden od virov, ki ga je mogoče izključiti, je starodavna zgodovina: Metan lahko v marsovskem ozračju preživi le 600 let, preden ga bo uničila sončna svetloba.
Če je svetovna koncentracija metana na Marsu 10 ppb, sončna svetloba vsako sekundo uniči v povprečju 4 grame metana. To pomeni, da je treba vsako leto proizvesti približno 126 metrskih ton metana, da se zagotovi enakomerna koncentracija 10 ppb.
Obstaja zunanja možnost, da metan na Mars dostavljajo kometi, asteroidi ali drugi odpadki iz vesolja. Izračuni kažejo, da lahko mikrometeoriti letno oddajo le 1 kilogram metana, kar je precej manj kot 126-tonsko nadomestno stopnjo. Kometi bi lahko prinesli ogromno polža metana, vendar je interval med glavnimi vplivi kometa v povprečju 62 milijonov let, zato je malo verjetno, da bi kateri komet v zadnjih 600 letih dostavljal metan.
Če lahko izključimo dovajanje metana, moramo metan proizvajati na Marsu. Toda ali je izvorna biologija ali procesi nepovezani z življenjem?
Majhen odstotek zemeljskega metana nastane z nebiološkimi ("abiogenimi") interakcijami med ogljikovim dioksidom, toplo vodo in nekaterimi kamninami. Se to morda dogaja na Marsu? Morda, pravi James Lyons z Inštituta za geofiziko in fiziko planetov na UCLA.
Te reakcije zahtevajo samo skalo, vodo, ogljik in toploto, toda na Marsu od kod bi vročina prišla? Površina planeta je kamnita, v povprečju minus 63 stopinj C. Vulkani bi lahko bili vir toplote. Geologi menijo, da je bil zadnji izbruh na Marsu pred vsaj 1 milijonom let - dovolj nov, da lahko nakazuje, da je Mars še vedno aktiven in zato vroč globoko pod površjem.
Iz tako geološke vroče točke bi lahko prišel natečaj metana v povprečju 4 grame na sekundo. Toda vsako marsovsko žarišče mora biti globoko in dobro izolirano od površine, saj sistem za slikanje toplotnih izpustov na Mars Odyssey ni našel lokacij, ki bi bile vsaj 15 stopinj C toplejše od okolice. Vendar Lyons meni, da je še vedno mogoče, da bi globoko telo magme dovajalo toploto.
V enem računalniškem modelu poenostavljene marsovske geologije je hladilno telo magme globoko 10 kilometrov, široko 1 kilometer in dolgo 10 kilometrov ustvarilo temperaturo 375 do 450 stopinj C, ki poganja nastanek abiogenega metana na srednjih oceanskih grebenih na Zemlji. Takšno telo vroče skale, pravi Lyons, "je popolnoma smiselno, v tem ni nič čudnega", ker Mars verjetno zadržuje nekaj toplote planetarne tvorbe, podobno kot Zemlja.
"Spodbuja nas, da mislimo, da je to verjeten scenarij za razlago metana na Marsu, zato ne bi videli podpisa tega nasipa (trupla iz vroče skale) na površini," pravi Lyons. "To je kot, ki ga zasledujemo; je najpreprostejša in najbolj neposredna razlaga zaznanega metana. "
Čeprav nihče ne more izključiti abiogenih virov za metan na Marsu, ko na Zemlji najdete metan, običajno vidite delo metanogenov, starodavnih anaerobnih mikrobov, ki predelajo ogljik in vodik v metan. Bi metanogeni lahko živeli na Marsu?
Da bi to ugotovili, je Timothy Kral, izredni profesor za biološke vede na Univerzi v Arkansasu, pred 12 leti začel gojiti pet vrst metanogenov v vulkanskih tleh, izbranih za simulacijo marsovske zemlje. Zdaj mu je pokazano, da metanogeni lahko preživijo več let na zrnatih, nizko hranilnih tleh, čeprav se, ko se gojijo v Marsu podobnih razmerah, na le 2 odstotkih Zemljinega atmosferskega tlaka izsušijo in po nekaj tednih zaspijo.
"Tla se ponavadi izsušijo in našli smo sposobne preživeti celice; so še živi, a metana ne proizvajajo več, "pravi Kral.
Metanogeni potrebujejo stalen vir ogljikovega dioksida in vodika. Medtem ko je na Marsu ogljikov dioksid v izobilju, je "vodik vprašanje", pravi Kral.
Vladimir Krasnopolsky, profesor na Katoliški univerzi v Washingtonu, je v atmosferi Marsa zaznal 15 delov na milijon molekularnega vodika. Mogoče je, da ta vodik izteka iz globokega vira v marsovski notranjosti, ki bi ga metanogeni lahko uporabljali.
Če so metanogeni globoko znotraj Marsa, bi se plin metana počasi dvigal proti površju. Sčasoma bi lahko dosegel tlačno-temperaturno stanje, kjer bi se ujel v ledene kristale in tvoril metanski hidrat.
"Če bi obstajala podzemna biosfera, bi bil metan hidrat neizogibna posledica, če bi se stvari obnašale tako, kot se na Zemlji dogajajo," pravi Stephen Clifford iz Lunarnega in planetarnega inštituta v Houstonu v Teksasu.
In tu je prednost, doda Clifford. Metan hidrati "bi bili izolacijska odeja, ki bi znatno zmanjšala debelino zmrznjenih tal na Marsu z nekaj kilometrov na ekvatorju na morda manj kot kilometer." Z drugimi besedami, metan hidrat bi tako shranjeval dokaze o življenju in izoliral vse življenje, ki je ostalo od ultra hladne površinske temperature.
Čeprav podatkov o razmerah, ki so približno kilometer ali več pod površjem marsovcev, ne obstaja, naraščajoča slika kompleksnosti, velikosti in prilagodljivosti zemljine podzemne biosfere zagotovo izboljšuje možnost, da obstaja življenje v primerljivih pogojih znotraj Marsa. Zemeljska podzemna biosfera je sestavljena večinoma iz mikrobov, od katerih nekateri živijo v globinah, pritiskih in kemičnih pogojih, za katere je nekoč veljalo, da niso primerne za življenje.
Globoko v Marsu je morda težaven kraj za preživetje, toda metanogeni niso brezvodniki, pravi Kral. "So žilavi, trpežni. Dejstvo, da so na Zemlji verjetno že od začetka življenja na Zemlji in še naprej prevladujejo življenjska oblika pod površjem in globoko v oceanih, pomeni, da so preživeli, jim gre zelo dobro. "
Izvirni vir: NASA Astrobiology
