Külmunud lõuna tasandikud varakevadel. Pildikrediit: MSSS / JPL / NASA Suurendamiseks kliki pildil
Marsi atmosfääris leiduvad metaani katsed on teadlasi kutsunud üles leidma gaasi allikat, mida tavaliselt seostatakse eluga Maal. Üks allikas, mida saab välistada, on iidne ajalugu: metaan suudab marsi atmosfääris ellu jääda vaid 600 aastat, enne kui päikesevalgus selle hävitab.
Kui metaani globaalne kontsentratsioon Marsil on 10 ppb, siis hävitab päikesevalgus keskmiselt 4 grammi metaani igal sekundil. See tähendab, et püsiva 10 ppb kontsentratsiooni tagamiseks tuleb aastas toota umbes 126 tonni metaani.
On olemas võimalus, et metaani toimetavad Marsile komeedid, asteroidid või muud kosmosest pärit praht. Arvutused näitavad, et mikrometeoriidid tarnivad aastas tõenäoliselt ainult 1 kilogrammi metaani - see on palju vähem kui 126-tonnine asendustase. Komeedid võiksid kohale toimetada tohutu metaani, kuid komeedi suuremate löökide vaheline intervall on keskmiselt 62 miljonit aastat, seega on ebatõenäoline, et komeet viimase 600 aasta jooksul metaani tarniks.
Kui suudame metaani kohaletoimetamise välistada, tuleb metaan toota Marsil. Kuid kas lähtebioloogia või protsessid pole eluga seotud?
Väike osa Maa metaanist toimub süsinikdioksiidi, kuuma vee ja teatavate kivimite mittebioloogiliste („abiogeensete“) koostoimete kaudu. Kas see võib juhtuda Marsil? Võib-olla, ütleb James Lyons UCLA geofüüsika ja planetaarfüüsika instituudist.
Need reaktsioonid nõuavad ainult kivimit, vett, süsinikku ja soojust, kuid Marsilt, kust soojus tuleks? Planeedi pind on kivikülm, keskmiselt miinus 63 kraadi C. Vulkaanid võivad olla soojusallikad. Geoloogide arvates toimus viimane viha Marsil vähemalt miljon aastat tagasi - piisavalt hiljuti, et arvata, et Mars on endiselt aktiivne ja seetõttu sügaval pinna all kuum.
Sellisest geoloogilisest kuumast kohast võiks tuleneda metaanitrikk keskmiselt 4 grammi sekundis. Kuid iga Marsi kuum koht peab olema sügav ja pinnast hästi isoleeritud, kuna Mars Odyssey termiline emissioonide kuvamissüsteem ei leidnud ühtegi asukohta, mis oleks ümbrusest vähemalt 15 kraadi C soojem. Lyoni arvates on siiski siiski võimalik, et soojust varustab sügav magmakeha.
Ühes lihtsustatud Marsi geoloogia arvutimudelis lõi 10 kilomeetri sügavuse, 1 kilomeetri laiuse ja 10 kilomeetri pikkuse magma jahutuskeha temperatuur 375–450 kraadi, mis juhib abiogeense metaani tootmist Maa ookeani keskosas. Selline kuumast kivist koosnev keha, Lyoni sõnul, on "täiesti mõistlik, selles pole midagi imelikku", sest tõenäoliselt hoiab Marss planeetide moodustumisel pisut soojust, sarnaselt Maale.
"See julgustab meid mõtlema, et see on usutav stsenaarium metaani seletamiseks Marsi peal ja me ei näeks selle tammi (kuuma kivi keha) allkirja pinnal," ütleb Lyons. „See on nurk, mille poole me püüdleme; see on tuvastatud metaani kõige lihtsam ja otsesem seletus. ”
Ehkki keegi ei saa välistada Marsil leiduva metaani abiogeenseid allikaid, näete meelt tehes Maa peal tavaliselt metaanide, iidsete anaeroobsete mikroobide tööd, mis töötlevad süsiniku ja vesiniku metaaniks. Kas metanogeenid võiksid Marsil elada?
Selle teadasaamiseks hakkas Arkansase ülikooli bioloogiateaduste dotsent Timothy Kral 12 aastat tagasi kasvatama Marsi pinnase simuleerimiseks valitud vulkaanilises pinnas viit tüüpi metanogeene. Talle on nüüd näidatud, et metanogeenid võivad granuleeritud madala toitainesisaldusega mullas aastaid elada, ehkki Marsi-sarnastes tingimustes maakera atmosfäärirõhust vaid 2 protsendi juures kasvades muutuvad nad kuivaks ja lagunevad paari nädala pärast.
“Pinnas kipub kuivama ja meil on õnnestunud leida elujõulisi rakke; nad on endiselt elus, kuid metaani nad enam ei tooda, ”räägib Kral.
Metanogeenid vajavad pidevat süsinikdioksiidi ja vesiniku allikat. Kuigi Marsil on süsinikdioksiidi ohtralt, on vesinik küsimärk, ”ütles Kral.
Washingtoni Ameerika Ühendriikide katoliku ülikooli teadusprofessor Vladimir Krasnopolsky tuvastas Marsi atmosfääris 15 osa miljoni molekulilise vesiniku kohta. Võimalik, et see vesinik põgeneb Marsi sisemuse sügavast allikast, mida metanogeenid võiksid kasutada.
Kui metaanogeenid asuvad sügaval Marsi sees, tõuseb nende toodetav metaangaas aeglaselt pinna poole. Lõpuks võib see jõuda rõhutemperatuurini, kus see võib jääkristallidesse kinni jääda, moodustades metaanhüdraadi.
"Kui oleks maa-alune biosfäär, oleks metaanhüdraat vältimatu tagajärg, kui asjad käituvad nii, nagu nad Maal käivad," ütleb Stephen Clifford Texase Houstoni Kuu- ja Planeetide Instituudist.
Ja seal on erisoodustus, lisab Clifford. Metaanhüdraadid "oleks isoleerkate, mis vähendaks oluliselt Marsi külmunud maapinna paksust ekvaatori mitmest kilomeetrist kuni vähem kui kilomeetrini." Teisisõnu, metaanhüdraat säilitaks nii tõendusmaterjali elu kohta kui ka isoleeriks kogu elu, mis jäi pinnale eriti külmadest temperatuuridest.
Ehkki andmeid umbes kilomeetri kaugusel Marsi pinnast olevate tingimuste kohta ei ole, suurendab kasvav pilt Maa maa-aluse biosfääri keerukusest, suurusest ja kohanemisvõimest kindlasti võimalust, et elu eksisteerib sarnastes tingimustes Marsi sees. Maa maa-alune biosfäär koosneb suures osas mikroobidest, millest mõned elavad sügavusel, rõhu all ja keemilistes tingimustes, kui kunagi arvati, et see on elule elamatu.
Sügaval Marsi sisemuses võib elatist teenida raskesti krabisev koht, kuid metanogeenid pole vitsad, väidab Kral. “Nad on sitked, vastupidavad. Tõsiasi, et nad on elanud arvatavasti Maa elu algusest peale ja on endiselt valdav eluvorm pinna all ja ookeanides sügaval, tähendab, et nad on ellujääjad, neil läheb eriti hästi. ”
Algne allikas: NASA Astrobiology
