Mars. Kreditna slika: NASA Klikni za veću sliku
Je li mikrobi stvaraju metan koji se nalazi na Marsu ili ugljikovodični plin dolazi iz geoloških procesa? To je pitanje na koje svi žele odgovoriti, ali nitko ne može. Što će trebati da uvjeri porotu?
Mnogi su stručnjaci rekli Astrobiology Magazine da je najbolji način da se presudi ima li metan biološkog podrijetla pogled na omjer ugljika-12 (C-12) i ugljika-13 (C-13) u molekulama. Živi organizmi preferirano zauzimaju lakše izotope C-12 dok sakupljaju metan, a taj kemijski potpis ostaje sve dok se molekula ne uništi.
"Postoji mogućnost razlikovanja podrijetla metana, biogenog ili ne, primjenom stabilnih mjerenja izotopa", kaže Barbara Sherwood Lollar, kemičarka sa izotopa na Sveučilištu u Torontu.
Ali izotopski signali su suptilni, što najbolje izvode precizni spektrometri postavljeni na marsovskoj površini, a ne na orbiti svemirske letjelice.
I tu postoje komplikacije. Za jednu stvar, prosječna marsovska količina metana od 10 dijelova na milijardu (ppb) može biti previše slaba za precizno mjerenje izotopa, čak i za spektroskop postavljen na Mars. Također, omjer metana C-12 i C-13 sam po sebi nije uvijek dokaz života. Primjerice, hidrotermalno zračno polje „Izgubljeni grad“ u Atlantskom oceanu nije pokazalo jasan izotopski potpis, kaže James Kasting, profesor znanosti o zemlji i mineralima na Sveučilištu Penn.
"Metan nije toliko fraktan, ali oni još uvijek misle da je biološki", kaže Kasting. "U Izgubljenom gradu ne možete shvatiti da li su izotopi biološki ili ne. Kako ćemo to shvatiti na Marsu? "
Širenjem pretraživanja, odgovara Sherwood Lollar. Umjesto da mjeri samo ugljik, ona predlaže mjerenje izotopa vodika, jer biološki sustavi također preferiraju vodik (H) od težeg deuterija (2H).
Drugi bi se pristup odnosio na dulje, teže ugljikovodike - etan, propan i butan - koji su povezani s metanom i koji se ponekad pojavljuju s biogenim ili abiogenim metanom. Sherwood Lollar otkrio je te ugljikovodike dok je ispitivao abiogeni metan zarobljen u porama u drevnim stijenama u Kanadskom štitu, velikom ležištu magmatske stijene predkambrijske. "Kad voda zarobi u vrlo, vrlo dugim vremenskim razdobljima", kaže ona, abiogena reakcija vode i stijena stvara metan, etan, propan i butan.
Ako se abiogeni ugljikovodici s dužim lancem ikad otkriju u marsovskoj atmosferi, kako bismo ih mogli razlikovati od sličnih ugljikovodika koji su produkti raspada kerogena, ostatka raspada žive tvari? Odgovor, ponavlja Sherwood Lollar, mogao bi se naći u izotopima. Abiogeni lanci ugljikovodika sadržavali bi veći udio težih izotopa od ugljikovodičnih lanaca dobivenih raspadom kerogena.
"Buduće misije na Mars planiraju potražiti prisustvo više ugljikovodika i metana", kaže Sherwood Lollar. "Ako se ovaj izotopski obrazac može identificirati, na primjer, u marsovskom metanu i etanu, tada bi ova vrsta informacija mogla pomoći u rješavanju abiogenih nasuprot biogenom podrijetlu."
Izotopi su istaknuti u nekoliko predstojećih svemirskih misija koje bi mogle ugušiti rastuću žeđ za dokazima o metanu metana:
* Lanac Phoenix, predviđen za lansiranje u kolovozu 2007., otići će u ledeno područje blizu Sjevernog pola i "iskopati prljavštinu i analizirati prljavštinu zajedno s ledom", kaže William Boynton sa Sveučilišta u Arizoni, koji će upravljati misijom. Maseni spektrometar landera mjerit će izotope u bilo kojem metanu zarobljenom u tlu, ako je koncentracija dovoljna. "Nećemo moći izmjeriti omjer izotopa [u atmosferi], jer to neće biti dovoljno visoka koncentracija", kaže Boynton.
* Mars Science Laboratory, predviđen za lansiranje negdje između 2009. i 2011., rover s šest kotača od 3000 kilograma nabijen znanstvenim instrumentima. Podesiv laserski spektrometar i maseni spektrometar-plin kromatograf mogu biti u stanju izvagati izotopske omjere ugljika i druge elemente.
* Beagle 3, nasljednik britanskog izgubljenog svemira Beagle 2, može imati poboljšani masni spektrometar koji može mjeriti udjele izotopa ugljika, ali projekt tek treba biti odobren. Plovilo se ne bi pokrenulo barem 2009. godine.
Od ovih datuma lansiranja jasno je da će porota o ovome tko hoće, ostati skrivena godinama, dok se u znanstvenoj sudnici ne mogu objaviti teški podaci o izvoru metana na Marsu. U ovom je trenutku pošteno reći da mnogi vještaci shvaćaju mogućnost biogenog izvora prilično ozbiljno. Na primjer, Vladimir Krasnopolsky, koji je vodio jedan od timova koji su pronašli metan na planeti, kaže: "Mislim da su bakterije uvjerljivi izvori metana na Marsu, najvjerojatniji izvor." Ali očekuje da će se mikrobi naći u oazama, "jer su marsovski uvjeti vrlo neprijateljski nastrojeni prema životu. Mislim da ove bakterije mogu postojati na nekim mjestima gdje su uvjeti topli i vlažni. "
To promatranje ukazuje na moguću dobitnu situaciju za one koji žele pronaći život na Marsu, kaže Timothy Kral sa Sveučilišta u Arkansasu koji uzgaja metanogene za život. Ako, kako izračuni sugeriraju, asteroidi i kometi vjerojatno neće dostavljati metan na Mars, tada ili organizmi koji stvaraju metan moraju živjeti u podzemlju, ili postoji mjesto na kojem je dovoljno toplo za stvaranje abiogene.
"Iako to nije pokazatelj života izravno, to je pokazatelj da dolazi do zagrijavanja", kaže Kral. U tim uvjetima, „postoji organizam za toplinu, energiju za rast“.
U posljednjih godinu dana puno se toga promijenilo. Kral, koji je proveo desetak godina uzgajajući metanogenove u simuliranom marsovskom okruženju, kaže: "Prije prošle godine, kada su me ljudi pitali jesam li mislio da na Marsu postoji život, hickao bih. Ne bih se bavio ovim poslom da nisam mislio da je to moguće, ali za bilo koji život nije bilo stvarnih dokaza. Tada smo iznenada prošle godine pronašli metan u atmosferi, a mi odjednom imamo par stvarnih znanstvenih dokaza koji govore kako je moguće da je Mars drugi živi planet.
Izvorni izvor: NASA Astrobiology
