Teisipäeval, 16. detsembril 2014 teatasid San Franciscos Ameerika geofüüsikalise liidu sügiskoosolekul osalevad NASA teadlased orgaaniliste ühendite avastamise Marsil. Teade esindab puuduva koostisosa avastamist, mis on vajalik Marsi elu jaoks - minevikuks või praeguseks -.
Erakorraline nõue nõudis tõepoolest erakorralisi tõendeid - dr Carl Sagani kuulus väide. Teadlased, Marssi teaduslabori - Curiosity Rover - missiooni liikmed, töötasid 20 kuu jooksul Marsi atmosfääri- ja pinnaproovide proovide võtmiseks ja analüüsimiseks, et teha oma järeldused. Teade tuleneb kahest eraldi orgaanilise aine tuvastamisest: 1) atmosfääri metaanitaseme kümnekordsed tõusud ja 2) Cumberlandi nimelise kivimi puurproovid, mis sisaldasid keerulisi orgaanilisi ühendeid.
Lihtsamate orgaaniliste ühendite metaan tuvastati, kasutades proovianalüüsi Marsil (SAM). See on üks kahest kompaktsest laborivahendist, mis on manustatud kompaktsesse autosuurusesse Curvosity. Varsti pärast Marsile maandumist hakkasid teadlased kasutama SAM-i, et perioodiliselt mõõta Marsi atmosfääri keemilist sisaldust. Paljude proovide korral oli metaani tase väga madal, ~ 0,9 osa miljardi kohta. See aga muutus ootamatult ja nagu teadlased pressikonverentsil väitsid, pani neid hämmingut tegema „vau” hetk. Avastati metaanitaseme päevased lühikesed tõusud, keskmiselt 7 osa miljardit.
Metaani avastamist Marsil on väidetavalt olnud aastakümneid, kuid hiljuti, 2003. ja 2004. aastal, tuvastasid Maal tundlikke spektromeetreid kasutavad sõltumatud uurimisrühmad Maani atmosfääris metaani. Üks grupp, mida juhtis katoliku ülikoolist Vladimir Krasnopolsky, ja teine, NASA Goddardi kosmoselennukeskuse dr Michael Mumma juhtimisel, tuvastasid metaani ulatusliku piirkondliku ja ajalise taseme kuni 30 osast miljardi kohta. Need teated suhtuvad teadusringkondadesse skeptiliselt. Ja Curiosity esimesed atmosfääri mõõtmised olid negatiivsed. Kuid kumbki rühm ei toetanud oma väiteid.
Gale'i kraatri metaanitaseme kümnekordsete naelu äkiline tuvastamine ei ole vastuolus varasemate Maast kaugemate mõõtmistega. Suur hooajaline kontsentratsioon oli piirkondades, mis ei hõlma Gale kraatrit, ja on endiselt võimalik, et uudishimu mõõtmised on sarnase iseloomuga, kuid tulenevad mõnevõrra vähem aktiivsest protsessist, kui see on dr Mumma meeskonna tuvastatud piirkondades.
MSL-i projekti teadlase dr John Grotzingeri juhitud AGU NASA teadlased rõhutasid, et nad ei tea veel, kuidas metaan tekib. Protsess võib olla bioloogiline või mitte. On abiootilisi keemilisi protsesse, mis võivad tekitada metaani. MSL SAM-i tuvastused olid siiski igapäevased napid ja esindavad aktiivset reaalset käimasolevat protsessi punasel planeedil. Ainuüksi see on avastamise väga põnev aspekt.
Meeskond esitas slaidid kirjeldamaks, kuidas metaani saab tekitada. Metaani teadaolevate madalate foonitasemetega ~ 1 osa miljardi kohta võib välistada välise kosmilise allika, näiteks atmosfääri sisenevad mikro-meteoroidid, mis eraldavad orgaanilisi aineid, mille päikesevalgus vähendab seejärel metaaniks. Metaani allikas peab olema kohalik päritolu.
Teadlased illustreerisid kahte tootmisviisi. Mõlemal juhul on mingi igapäevane või vähemalt perioodiline aktiivsus, mis vabastab Maani pinnast metaani. Allikas võib olla bioloogiline, mis akumuleerub pinnasekivimites ja seejärel äkitselt eraldub. Generaatoriks võib olla abiootiline keemia, näiteks mineraaloliviini ja vee vaheline reaktsioon.
Metaani maapealset ladustamismehhanismi, mida on välja pakutud ja illustreeritud, nimetatakse klatraadi säilitamiseks. Klatraadi hoiustamine hõlmab võreühendeid, mis võivad püüda kinni molekule, näiteks metaani, mis võib hiljem eralduda klatraadi füüsikaliste muutuste, näiteks päikese soojendamise või mehaaniliste pingete tagajärjel. Ajakirjanduse küsimuste ja vastuste kaudu väitsid NASA teadlased, et selliseid klatraate võib maa all hoida miljonite ja miljardite aastate jooksul.
Orgaaniliste ainete teine avastus hõlmas pinnamaterjalides keerukamaid ühendeid. Pärast Marsile jõudmist on Curiosity kasutanud puurimistööriista kivide sisemuse sondimiseks. Grotzinger rõhutas, kuidas kohe Marsi pinnal olev materjal on kogenud kiirguse ja üldlevinud pinnaseühendi perkloraadi mõju, vähendades ja hävitades orgaanikat nii praegu kui ka miljonite aastate jooksul. Orgaaniliste ainete tuvastamine lahtises ja lahtises pinnakattematerjalis ei olnud vähendanud NASA teadlaste lootusi avastada orgaanilisi aineid Marsi kivimites.
Puurimine viidi läbi mitmel valitud kivimil ja lõpuks oli mudakivim nimega Cumberland, mis paljastas orgaaniliste ühendite olemasolu keerukamatena kui lihtne metaan. Teadlased rõhutasid, et mis need orgaanilised ühendid täpselt on, jääb saladuseks, kuna aktiivsel keemilisel perkloraadil on segane esinemine, mis võib orgaanika kiiresti lagundada lihtsamateks vormideks.
Orgaaniliste ainete tuvastamine mudakivimil Cumberland nõudis proovi analüüsimiseks SAM-i laborisse puurimistööriista ja ka kühvlit mitmetahulisel robotvardal. Metaani tuvastamiseks on SAM-il sisselaskeventiil atmosfääriproovide vastuvõtmiseks.
Dr Grotzinger kirjeldas, kuidas Cumberland valiti prooviallikaks. Kivimi nimetatakse mudakiviks, mis on läbinud protsessi, mida nimetatakse digenesisiks - sette metamorfoosiks kivimiks. Grotzinger rõhutas, et vedelikud liiguvad niisuguse kivimi koostise käigus ja perkloraat võib selle käigus orgaanilisi aineid hävitada. See võib kehtida paljude Marsi pinnal asuvate moondekivimite kohta. Teadlaste paneel näitas SAM-i abil mõõdetud kivimiproovide võrdlust. Võrreldi kahte - kaljust “John Klein” ja Cumberlandi kaljust. Esimene neist ei sisaldanud orgaanilisi aineid ega ka teisi proove; kuid Cumberlandi puurproov selle sisemusest näitas orgaanikat.
Töö analüüs oli vaevaline - tagasiulatuvalt Sagani avaldusele. Orgaaniliste ainete avastamise olulisust Marsil ei saanud teadlaste paneel alahinnata ning Grotzinger nimetas neid kahte avastust Marsi Curiosity Roveri kestvaks pärandiks. Lisaks teatas ta, et avastus- ja analüüsimeetodid suunavad kaugele mõõteriistade valimisel ja kasutamisel Mars 2020 rovermissiooni ajal.
Orgaaniliste ainete leidmine täiendab Marsil varasema või praeguse elu jaoks vajalikke koostisosade komplekte: 1) energiaallikas, 2) vesi ja 3) orgaanika. Need on põhinõuded elu olemasolule, nagu me seda tunneme. Eluotsingud Marsil alles algavad ja orgaanika uued avastused pole ikka veel selge märk, et elu eksisteeris või on olemas tänapäeval. Sellegipoolest rõhutasid teadlaste paneeli tutvustavad dr Jim Green ja dr Grotzinger nende avastuste ulatust ja seda, kuidas nad on seotud NASA Marsi programmi eesmärkidega - eriti nüüd, kus rõhk on inimeste Marsil saatmisel. Marsruudi Marsruudi jaoks jätkub teekond Sharpi mäenõlvadest ülespoole ja nüüd suurema tõsidusega ning Cumberlandiga sarnaste kivide jätkuval otsingul.
Viited:
