Zamrznute južne ravnice u rano proljeće. Kreditna slika: MSSS / JPL / NASA Klikni za veću sliku
Otkrivanje metana u marsovskoj atmosferi izazvalo je znanstvenike da pronađu izvor za taj plin, koji je obično povezan s životom na Zemlji. Jedan od izvora koji se može isključiti je drevna povijest: Metan može preživjeti samo 600 godina u marsovskoj atmosferi prije nego što ga sunčeva svjetlost uništi.
Ako je globalna koncentracija metana na Marsu 10 ppb, tada se prosječno 4 grama metana sunčevom svjetlošću uništava svake sekunde. To znači da se godišnje mora proizvesti oko 126 metričkih tona metana kako bi se osigurala postojana koncentracija od 10 ppb.
Postoji vanjska vjerojatnost da će metan na Mars dostavljati kometi, asteroidi ili druge krhotine iz svemira. Proračuni pokazuju da će mikrometeoriti vjerojatno isporučiti samo 1 kilogram metana godišnje, što je znatno manje od razine zamjene od 126 tona. Komete bi mogle isporučiti veliki metak metana, ali interval između glavnih utjecaja kometa u prosjeku je 62 milijuna godina, tako da je malo vjerojatno da je bilo koji kometa isporučio metan u proteklih 600 godina.
Ako možemo isključiti isporuku metana, onda se metan mora proizvoditi na Marsu. No, je li izvorna biologija ili procesi nisu povezani s životom?
Mali postotak zemljinog metana nastaje nebiološkim („abiogenim“) interakcijama između ugljičnog dioksida, tople vode i određenih stijena. Je li se to moglo dogoditi na Marsu? Možda, kaže James Lyons s Instituta za geofiziku i planetarnu fiziku na UCLA.
Za ove reakcije su potrebne samo stijena, voda, ugljik i toplina, ali na Marsu, odakle bi toplina? Površina planete je kamena hladna, u prosjeku minus 63 stupnja C. Vulkani bi mogli biti izvor topline. Geolozi smatraju da je najnovija erupcija na Marsu bila najmanje prije 1 milijun godina - dovoljno recentna da sugerira da je Mars još uvijek aktivan i stoga vruć duboko ispod površine.
Iz tako geološkog žarišta mogla bi doći količina metana u prosjeku 4 grama u sekundi. Ali bilo koja marsovska vruća točka mora biti duboko i dobro izolirana od površine, jer sustav za snimanje toplinskih emisija na Mars Odysseyu nije pronašao lokacije koje su barem 15 stupnjeva C toplije od okoline. Međutim, Lyons smatra da je još uvijek moguće da bi duboko magma mogla dovoditi toplinu.
U jednom računalnom modelu pojednostavljene marsovske geologije, rashladno tijelo magme duboko 10 kilometara, široko 1 kilometar i dugo 10 kilometara stvorilo je temperaturu od 375 do 450 stupnjeva C koja pokreće stvaranje abiogenog metana na srednjim okeanskim grebenima na Zemlji. Takvo tijelo vruće stijene, kaže Lyons, "savršeno je razumno, nema tu ništa čudno", jer Mars vjerojatno zadržava nešto topline od planetarnih formacija, poput Zemlje.
"To nas potiče da mislimo da je ovo vjerodostojan scenarij za objašnjenje metana na Marsu, a ne bismo vidjeli potpis tog nasipa (tijela vruće stijene) na površini", kaže Lyons. "To je kut kojeg pratimo; to je najjednostavnije, izravnije objašnjenje za otkriveni metan. "
Iako nitko ne može isključiti abiogene izvore metana na Marsu, kad na Zemlji nađete metan, obično vidite rad metanogena, drevnih anaerobnih mikroba koji procesiraju ugljik i vodik u metan. Mogu li metanogeni živjeti na Marsu?
Da bismo to doznali, Timothy Kral, izvanredni profesor bioloških znanosti na Sveučilištu u Arkansasu, počeo je uzgajati pet vrsta metanogena prije 12 godina na vulkanskom tlu izabranom za simulaciju marsovskog tla. Sada mu je pokazano da metanogeni mogu godinama preživjeti na zrnatom zemljištu s malo hranjivih sastojaka, iako se, uzgajajući se u Marsovim uvjetima, na samo 2 posto Zemljinog atmosferskog tlaka, isušuju i uspavljuju se nakon nekoliko tjedana.
„Tlo se obično presušuje i uspjeli smo pronaći održive stanice; oni su još živi, ali više ne proizvode metan ", kaže Kral.
Metanogenima je potreban stalni izvor ugljičnog dioksida i vodika. Dok je na Marsu ugljični dioksid obilan, „vodik je znak pitanja“, kaže Kral.
Vladimir Krasnopolsky, profesor istraživanja na Katoličkom sveučilištu Amerike u Washingtonu, otkrio je 15 dijelova na milijun molekularnog vodika u atmosferi Marsa. Moguće je da ovaj vodik izlazi iz dubokog izvora u marsovskoj unutrašnjosti koji bi mogli koristiti metanogeni.
Ako se metanogeni nalaze duboko u Marsu, plin metana koji se proizvode polako će se izdići prema površini. Na kraju bi mogao doći do stanja tlaka i temperature, gdje bi se zarobio u ledenim kristalima, tvoreći metanski hidrat.
"Da postoji podzemna biosfera, metan hidrat bio bi neizbježna posljedica, ako se stvari ponašaju kao na Zemlji", kaže Stephen Clifford iz Lunarno-planetarnog instituta u Houstonu u Teksasu.
A tu je i prednost, dodaje Clifford. Metan hidrati, "bili bi izolacijski pokrivač koji bi znatno smanjio debljinu smrznute zemlje na Marsu, s nekoliko kilometara na ekvatoru, na možda manje od kilometra." Drugim riječima, metan hidrat pohranjivao bi dokaze o životu i izolirao bilo koji život koji je ostao od ultra-hladne površinske temperature.
Iako podataka o uvjetima kilometru ili više ispod površine Marsa ne postoje, rastuća slika složenosti, veličine i prilagodljivosti zemljine podzemne biosfere zasigurno poboljšava šansu da život postoji u uporedivim uvjetima unutar Marsa. Zemaljska podzemna biosfera sastavljena je velikim dijelom od mikroba, od kojih neki žive u dubini, pritiscima i kemijskim uvjetima za koje se nekoć smatralo da su neprimjereni životu.
Duboko u Marsu možda je teško graditi za život, ali metanogenovi nisu vlakovi, kaže Kral. "Oni su žilavi, izdržljivi. Činjenica da su na Zemlji vjerojatno od početka života na Zemlji i da su i dalje pretežni životni oblik ispod površine i duboko u oceanima, znači da su preživjeli, to im ide izuzetno dobro. "
Izvorni izvor: NASA Astrobiology
