Huurreiset eteläiset tasangot aikaisin keväällä. Kuvaluotto: MSSS / JPL / NASA Klikkaa suuremmaksi
Marsin ilmakehässä havaitut metaanit ovat haastaneet tutkijat löytämään lähteen kaasulle, joka yleensä liittyy elämään maapallolla. Yksi lähde, jonka voidaan sulkea pois, on muinaishistoria: Metaani voi selviytyä Marsin ilmakehässä vain 600 vuotta ennen kuin auringonvalo tuhoaa sen.
Jos metaanin globaali pitoisuus Marsissa on 10 ppb, auringonvalo tuhoaa joka sekunti keskimäärin 4 grammaa metaania. Tämä tarkoittaa, että vuosittain on tuotettava noin 126 metristä tonnia metaania vakaan 10 ppb-pitoisuuden varmistamiseksi.
On ulkopuolinen mahdollisuus, että metaania toimittaa Marsiin komeettoja, asteroideja tai muita avaruudesta tulevia roskia. Laskelmat osoittavat, että mikrometeoriitit toimittavat todennäköisesti vain yhden kilogramman metaania vuodessa - kaukana 126 tonnin korvaavasta tasosta. Komeetat voisivat toimittaa valtavan määrän metaania, mutta suurten komeetan vaikutusten välinen aika on keskimäärin 62 miljoonaa vuotta, joten on epätodennäköistä, että komeetta toimittaisi metaania viimeisen 600 vuoden aikana.
Jos me voimme sulkea pois metaanin toimituksen, metaani on valmistettava Marsilla. Mutta eikö lähdebiologia vai prosessit liity elämään?
Pieni osa maan metaanista tapahtuu ei-biologisten ("abiogeenisten") vuorovaikutusten kautta hiilidioksidin, kuuman veden ja tiettyjen kivien välillä. Voisiko tämä tapahtua Marsilla? Ehkä, sanoo James Lyons UCLA: n geofysiikan ja planeettafysiikan instituutista.
Nämä reaktiot vaativat vain kiveä, vettä, hiiltä ja lämpöä, mutta Marsista, mistä lämpö tulee? Maapallon pinta on kivi kylmä, keskimäärin miinus 63 astetta. Tulivuoret voivat olla lämmön lähde. Geologien mielestä viimeisin Marsin purkaus oli ainakin miljoona vuotta sitten - tarpeeksi hiljainen viittaamaan siihen, että Mars on edelleen aktiivinen ja siksi kuuma syvällä pinnan alla.
Tällaisesta geologisesta kuumasta kohdasta voi tulla keskimäärin 4 grammaa sekunnissa metaanin kurkku. Kaikkien Marsin kuumien kohtien on kuitenkin oltava syviä ja hyvin eristettyjä pinta-alasta, koska Mars Odysseyn lämpöpäästöjen kuvantamisjärjestelmä ei löytänyt paikkoja, jotka olisivat vähintään 15 astetta C lämpimämpiä kuin ympäristö. Lyonin mielestä on kuitenkin edelleen mahdollista, että syvä magmakappale toimittaa lämpöä.
Yhdessä yksinkertaistetun marsilaisen geologian tietokonemallissa 10 km syvä, 1 km leveä ja 10 km pitkä magman jäähdytyskappale loi lämpötilan 375–450 astetta, joka johtaa abiogeenisen metaanin tuotantoon maapallon keskialueella. Tällainen kuuma kivi, Lyonsin mukaan "on täysin järkevää, siinä ei ole mitään outoa", koska Mars todennäköisesti pidättää jonkin verran lämpöä planeettojen muodostumisesta, aivan kuten Maa.
"Se rohkaisee meitä ajattelemaan, että tämä on uskottava skenaario Marsin metaanin selittämiselle, emmekä näe kyseisen padon (kuuman kiven rungon) allekirjoitusta pinnalla", Lyons sanoo. ”Tähän kulmaan pyrimme; se on yksinkertaisin ja suorin selitys havaitulle metaanille. "
Vaikka kukaan ei voi sulkea pois Marsin metaanin haitallisia lähteitä, kun etsit metaania maan päällä, näet yleensä metaanien, antiikin anaerobisten mikrobien, jotka prosessoivat hiiltä ja vetyä metaaniksi, työn. Voisiko metanogeenejä elää Marsissa?
Tämän selvittämiseksi Arkansasin yliopiston biologisten tieteiden apulaisprofessori Timothy Kral aloitti 12 vuotta sitten viiden tyyppisten metaanogeenien kasvattamisen vulkaanisessa maaperässä, joka valittiin simuloimaan Marsin maaperää. Hänelle on nyt osoitettu, että metaanigeenit voivat säilyä vuosia rakeisessa, vähän ravintoaineita sisältävässä maaperässä, vaikkakin Marsin kaltaisissa olosuhteissa viljeltynä vain 2 prosentilla maapallon ilmanpaineesta ne kuivattuvat ja asettuvat lepotilaan parin viikon kuluttua.
”Maaperällä on taipumus kuivua, ja olemme pystyneet löytämään eläviä soluja; he ovat edelleen elossa, mutta he eivät enää tuottaa metaania ”, Kral sanoo.
Metanogeenit tarvitsevat tasaisen hiilidioksidin ja vedyn lähteen. Vaikka hiilidioksidia on runsaasti Marsissa, ”vety on kysymysmerkki”, Kral sanoo.
Washington DC: n Amerikan katolisen yliopiston tutkimusprofessori Vladimir Krasnopolsky havaitsi 15 osaa miljoonaa osaa molekyylivetyä Marsin ilmakehässä. On mahdollista, että tämä vety karkaa Marsin sisätilojen syvästä lähteestä, jota metanogeenit voisivat käyttää.
Jos metaanigeenejä on syvällä Marsin sisällä, niiden tuottama metaanikaasu nousee hitaasti kohti pintaa. Lopulta se voi saavuttaa paine-lämpötilaolosuhteet, joissa se juuttunut jääkiteisiin muodostaen metaanihydraattia.
"Jos maanalaista biosfääriä olisi, metaanihydraatti olisi väistämätön seuraus, jos asiat käyttäytyvät niin kuin maapallolla", sanoo Stephen Clifford Kuun ja planeettainstituutista Houstonista, Texasista.
Ja siitä on luontoisema, Clifford lisää. Metaanihydraatit "olisivat eristävä viltti, joka vähentäisi Marsin jäätyneen maan paksuutta huomattavasti päiväntasaajan useista kilometreistä alle kilometriin". Toisin sanoen metaanihydraatti säilyttäisi sekä todisteet elämästä että eristäisi kaiken elämän, joka oli jäljellä erittäin kylmästä pintalämpötilasta.
Vaikka tietoja kilometreistä tai vähemmän Marsin pinnan alapuolella olevista olosuhteista ei ole, kasvava kuva maan maanalaisen biosfäärin monimutkaisuudesta, koosta ja mukautuvuudesta parantaa varmasti mahdollisuuksia, että elämä esiintyy vastaavissa olosuhteissa Marsin sisällä. Maan maanalainen biosfääri koostuu suurelta osin mikrobista, joista osa elää syvyyksissä, paineissa ja kemiallisissa olosuhteissa, kun elämän ajattelutapa on väärin.
Syvä Marsin sisällä voi olla vaikeasti rapattava paikka ansaita elantonsa, mutta metanogeenit eivät ole vimpejä, Kral sanoo. ”Ne ovat kovia, kestäviä. Se tosiasia, että he ovat olleet luultavasti maapallon elämän alusta lähtien ja ovat edelleen vallitseva elämän muoto pinnan alapuolella ja valtamerellä syvällä, tarkoittaa, että he ovat selviytyjiä, heillä on erinomainen vaikutus. "
Alkuperäinen lähde: NASA Astrobiology
