U utorak, 16. prosinca 2014., NASA-ini znanstvenici koji su prisustvovali skupu pada američke geofizičke unije u San Franciscu najavili su otkrivanje organskih spojeva na Marsu. Najava predstavlja otkriće nestalog „sastojka“ koji je neophodan za postojanje - prošlosti ili sadašnjosti - života na Marsu.
Zaista je za iznimnu tvrdnju bio potreban izvanredan dokaz - čuvena tvrdnja dr. Carla Sagana. Znanstvenici, članovi Mars Science Laboratorija - Curiosity Rover - radili su u razdoblju od 20 mjeseci na uzorkovanju i analiziranju marsovskih uzoraka atmosfere i površine kako bi došli do svojih zaključaka. Najava proizlazi iz dvije odvojene detekcije organskih sastojaka: 1) deset puta više šiljaka u atmosferskim razinama metana i 2) bušenja uzoraka iz stijene zvane Cumberland koja je sadržavala složene organske spojeve.
Metan, od najjednostavnijih organskih spojeva, otkriven je pomoću analize uzorka na Marsovom instrumentu (SAM). Ovo je jedan od dva kompaktna laboratorijska instrumenta ugrađena u kompaktni rover veličine automobila, Curiosity. Vrlo brzo nakon slijetanja na Mars, znanstvenici su počeli koristiti SAM za periodično mjerenje kemijskog sadržaja marsovske atmosfere. Tijekom mnogih uzoraka razina metana bila je vrlo niska, ~ 0,9 dijelova na milijardu. Međutim, to se odjednom promijenilo i, kako su znanstvenici izjavili na konferenciji za novinare, iznenadio ih je „wow“ trenutak. Otkriveni su kratki dnevni skokovi u razini metana u prosjeku 7 dijelova na milijardu.
Za otkrivanje metana na Marsu tvrdi se već desetljećima, ali u novije vrijeme, 2003. i 2004. godine, neovisni istraživački timovi koji su koristili osjetljive spektrometre na Zemlji otkrili su metan u atmosferi Marsa. Jedna skupina koju je predvodio Vladimir Krasnopolsky s Katoličkog sveučilišta, a druga pod vodstvom dr. Michaela Mumme iz NASA Goddard Centra za svemirske letove, otkrila je široku regionalnu i vremensku razinu metana čak 30 dijelova po milijardi. Te su se najave susrele sa značajnom sumnjom u znanstvenu zajednicu. I prva atmosferska mjerenja od Curiositya bila su negativna. Međutim, niti jedna grupa nije odustala od svojih tvrdnji.
Naglo otkrivanje desetostrukih bodova u razini metana u krateru Gale nije u skladu s ranijim udaljenim mjerenjima sa Zemlje. Visoke sezonske koncentracije bile su u regijama koje ne uključuju Gale Crater, a i dalje je moguće da su Curiosity mjerenja slične prirode, ali zbog nekog manje aktivnog postupka nego što je to postojalo u regijama koje je utvrdio tim dr. Mumma.
NASA-ini znanstvenici na AGU-u pod vodstvom znanstvenika MSL-a dr. Johna Grotzingera istaknuli su da još ne znaju kako se metan stvara. Proces može biti biološki ili ne. Postoje abiotski kemijski procesi koji mogu proizvesti metan. Međutim, MSL SAM otkrivanja bila su svakodnevna pražnjenja i predstavljaju aktivan stvarni tekući proces na crvenom planetu. To je samo vrlo uzbudljiv aspekt otkrivanja.
Tim je predstavio dijapozitive kako bi opisao kako se može stvarati metan. S poznatim niskim razinama metana u pozadini ~ 1 dio na milijardu, mogao bi se isključiti vanjski kozmički izvor, na primjer mikro-meteoroidi koji ulaze u atmosferu i ispuštaju organske tvari koje se sunčevom svjetlošću smanjuju na metan. Izvor metana mora biti lokalnog podrijetla.
Znanstvenici su ilustrirali dva načina proizvodnje. U oba slučaja postoje neke dnevne - ili barem periodične - aktivnosti koje ispuštaju metan iz podzemlja Marsa. Izvor bi mogao biti biološki koji se akumulira u podzemnim stijenama, a zatim se iznenada oslobađa. Ili bi abiotska kemija, poput reakcije između minerala olivina i vode, mogla biti generator.
Mehanizam ispod površine za pohranu metana koji se predlaže i ilustrira naziva se skladištenjem klatara. Skladištenje klarata uključuje rešetkaste spojeve koji mogu zarobiti molekule poput metana, a koje se nakon toga mogu osloboditi fizičkim promjenama u klatratu, poput sunčevog grijanja ili mehaničkih naprezanja. Kroz tisak i pitanja, NASA-ini znanstvenici su izjavili da se takvi klathrati mogu sačuvati milijunima i milijardama godina pod zemljom.
Drugo otkriće organskih sastojaka uključivalo je složenije spojeve u površinske materijale. Također od dolaska na Mars, Curiosity je koristio alat za bušenje za ispitivanje unutrašnjosti stijena. Grotzinger je naglasio kako je materijal neposredno na površini Marsa iskusio učinke zračenja, a sveprisutni sastav tla perhlorat smanjuje i uništava organske i sada i tijekom milijuna godina. Otkrivanje organskih materijala u rastresitom i izloženom površinskom materijalu nije umanjilo nade NASA-inog znanstvenika da će otkriti organske organe u stijenama Marsa.
Bušenje je izvedeno na nekoliko odabranih stijena i konačno je blata stijena nazvana Cumberland koja je otkrila prisutnost organskih spojeva složenijih od jednostavnog metana. Znanstvenici su naglasili da je tajna tih organskih spojeva tajna zbog zbunjujuće prisutnosti aktivnog kemijskog perklorata koji organski organ može brzo razgraditi do jednostavnijih oblika.
Otkrivanje organskih materija u stijeni blata Cumberland zahtijevalo je alat za bušenje i čašicu na višestrukoj robotskoj ruci da bi se uzorak poslao u SAM laboratoriju na analizu. Za otkrivanje metana SAM ima usisni ventil za primanje uzoraka iz atmosfere.
Dr. Grotzinger opisao je kako je Cumberland odabran kao izvor uzorka. Stijena se naziva blato kamen koji je prošao proces nazvan digeneza - metamorfoza sedimenta u stijene. Grotzinger je naglasio da će se tekućine kretati kroz takve stijene tijekom digeneze, a perklorat može uništiti organske organizme u procesu. To bi moglo biti slučaj za mnoge metamorfne stijene na Marsovskoj površini. Panel znanstvenika pokazao je usporedbu između uzoraka stijena izmjerenih SAM-om. Uspoređene su dvije osobe - od stijene "John Klein" i stijene Cumberland. Prva nije pokazala organske sastojke, kao ni ostale stijene koje su uzorkovane; ali Cumberlandov uzorak za bušenje iz njegove unutrašnjosti otkrio je organske organe.
Analiza djela bila je mukotrpna - vraćajući se na Saganovu izjavu. Važnost otkrivanja organskih pojava na Marsu nije mogla shvatiti panel znanstvenika, a Grotzinger je ta dva otkrića nazvao trajnim nasljeđem Mars Curiosity Rovera. Nadalje, ustvrdio je da će metode otkrivanja i analize daleko donijeti upute za odabir instrumenata i njihovu upotrebu tijekom misije roversa Mars 2020.
Otkrivanje organskih vrsta upotpunjava potrebni skup „sastojaka“ za prošli ili sadašnji život na Marsu: 1) izvor energije, 2) voda i 3) organske organe. To su osnovni zahtjevi za postojanje života kakav ga poznajemo. Potraga za životom na Marsu još uvijek tek počinje, a nova otkrića organske još uvijek nisu jasan znak da je život postojao ili je prisutan danas. Ipak, dr. Jim Green, predstavljajući skupinu znanstvenika, i dr. Grotzinger oboje su istaknuli veličinu tih otkrića i njihovu povezanost s ciljevima programa NASA Mars, posebno sada s naglaskom na slanje ljudi na Mars. Za rover Mars Curiosity nastavlja se putovanje uz obronke brda Sharp i sada s većom ozbiljnošću i stalnom potragom za stijenama sličnim Cumberlandu.
Reference:
