Mars. Kreditna slika: NASA Klikni za povečavo
Ali mikrobi proizvajajo metan, ki so ga našli na Marsu, ali ogljikovodikov plin izvira iz geoloških procesov? Na to vprašanje si želi odgovoriti vsakdo, a nihče ne more. Kaj bo potrebno, da prepriča žirijo?
Številni strokovnjaki so za revijo Astrobiology povedali, da je najboljši način presoditi, ali ima metan biološki izvor, če pogledamo razmerje med ogljikom 12 (C-12) in ogljikom 13 (C-13) v molekulah. Živi organizmi prednostno zavzemajo lažje izotope C-12, ko sestavljajo metan, in ta kemični podpis ostane, dokler se molekula ne uniči.
"Morda je mogoče razlikovati izvor metana, biogenega ali ne, z uporabo stabilnih meritev izotopov," pravi Barbara Sherwood Lollar, izotopska kemičarka na univerzi v Torontu.
Toda izotopski signali so subtilni, najbolje jih izvajajo natančni spektrometri, nameščeni na marsovski površini in ne na orbiti vesoljskih plovil.
In obstajajo zapleti. Na primer, povprečna raven marsovskega metana v 10 delih na milijardo (ppb) je morda preveč ogrožena za natančno merjenje izotopov, tudi za spektroskop, ki je postavljen na Mars. Tudi razmerje med metanom C-12 in C-13 ni vedno dokaz življenja. Na primer, hidrotermalno zračno polje "Lost City" v Atlantskem oceanu ni pokazalo jasnega izotopskega podpisa, pravi James Kasting, profesor zemlje in mineralov na Penn State University.
"Metan ni tako močno frakcioniran, vendar še vedno mislijo, da je lahko biološki," pravi Kasting. "V Izgubljenem mestu ne morete ugotoviti, ali so izotopi biološki ali ne. Kako bomo to ugotovili na Marsu? "
S širjenjem iskanja se odzove Sherwood Lollar. Namesto merjenja le ogljika predlaga merjenje izotopov vodika, ker biološki sistemi raje vodik (H) pred težjim devterijem (2H).
Drugi pristop bi obravnaval daljše, težje ogljikovodike - etan, propan in butan -, ki so povezani z metanom in se včasih pojavljajo z biogenim ali abiogenim metanom. Sherwood Lollar je te ogljikovodike odkril med preiskovanjem abiogenega metana, ujetega v pore v starodavnih kamninah v Kanadskem ščitu, velikem nahajališču predkambrijske magnetne kamnine. "Ko se voda ujame v zelo, zelo dolga časovna obdobja," pravi, da abiogena reakcija med vodo in kamnom povzroča metan, etan, propan in butan.
Če v marsovskem ozračju kdaj odkrijemo dolgo verižne abiogene ogljikovodike, kako bi jih lahko ločili od podobnih ogljikovodikov, ki so produkti razpada kerogena, ostanka razpadajoče žive snovi? Odgovor, ponavlja Sherwood Lollar, bi lahko našli v izotopih. Abiogene verige ogljikovodikov bi vsebovale večji delež težjih izotopov kot ogljikovodikove verige, ki izhajajo iz razpada kerogena.
"Prihodnje misije na Mars načrtujejo iskanje višjih ogljikovodikov in metana," pravi Sherwood Lollar. "Če je mogoče ta izotopski vzorec prepoznati na primer v marsovskem metanu in etanu, potem bi ta vrsta informacij lahko pomagala razrešiti abiogeni in biogeni izvor."
Izotopi so vidni v več prihajajočih vesoljskih misijah, ki bi lahko ublažile naraščajočo željo po dokazih o skrivnosti metana:
* Phoenix odlagališče, ki naj bi ga začeli izvajati avgusta 2007, se bo odpravilo v ledeno bogato območje blizu Severnega pola in "izkopalo umazanijo in analiziralo umazanijo skupaj z ledom", pravi William Boynton z univerze v Arizoni, kdo bo usmeril misijo. Masni spektrometer lande bo meril izotope v katerem koli metanu, ujetem v tleh, če je koncentracija zadostna. "Ne bomo mogli izmeriti razmerja izotopov [v atmosferi], ker ne bo dovolj visoke koncentracije," pravi Boynton.
* Mars Science Laboratory, ki naj bi bil predstavljen nekje med letoma 2009 in 2011, je 3000-kilogramski šestkolesni rover, poln znanstvenih instrumentov. Prilagodljiv laserski spektrometer in masni spektrometer-plinski kromatograf lahko hkrati izločita izotopska razmerja ogljika in drugih elementov.
* Beagle 3, naslednik britanskega izgubljenega vesolja Beagle 2, lahko ima izboljšan masni spektrometer, ki lahko meri razmerja izotopov ogljika, vendar projekt še ni odobren. Obrt se ne bo začela vsaj leta 2009.
Od teh datumov izstrelitve je razvidno, da porota o tem, kdo je umrl, mora ostati zasežena leta, dokler v znanstveni sodni dvorani ne bo mogoče posredovati trdih podatkov o izvoru metana na Marsu. V tem trenutku je pošteno reči, da mnogi izvedenci možnost biogenega vira jemljejo precej resno. Na primer, Vladimir Krasnopolsky, ki je vodil eno od skupin, ki so našle metan na planetu, pravi: "Bakterije so po mojem mnenju verjetni viri metana na Marsu, ki so najverjetnejši vir." Toda pričakuje, da bodo mikrobe našli v oazah, "saj so marsovske razmere zelo sovražne do življenja. Mislim, da lahko te bakterije obstajajo na nekaterih lokacijah, kjer so pogoji topli in mokri. "
To opazovanje kaže na možne razmere, ki jih bodo koristili tistim, ki želijo najti življenje na Marsu, pravi Timothy Kral z univerze v Arkansasu, ki goji methagene za preživetje. Če, kot kažejo izračuni, asteroidi in kometi verjetno ne bodo dostavili metana na Mars, potem morajo bodisi organizmi, ki proizvajajo metan, živeti v podzemlju, ali pa je tam dovolj toplo za abiogeno generiranje.
"Kljub temu da ne gre za neposredno življenje, je to znak, da greje," pravi Kral. V tistih razmerah "organizmi rastejo toploto in energijo."
V zadnjem letu se je marsikaj spremenilo. Kral, ki je dunaj let gojil metanogenov v simuliranem marsovskem okolju, pravi: "Pred lanskim letom, ko so me ljudje vprašali, ali se mi zdi življenje na Marsu, bi se hihital. Ne bi se ukvarjal s tem poslom, če ne bi mislil, da je to mogoče, toda resničnih dokazov za nobeno življenje ni bilo. Nato smo kar naenkrat lani v atmosferi našli metan in kar naenkrat imamo resnične znanstvene dokaze, da je mogoče, da je Mars drugi živi planet.
Izvirni vir: NASA Astrobiology
