Matēti dienvidu līdzenumi agrā pavasarī. Attēla kredīts: MSSS / JPL / NASA Noklikšķiniet, lai palielinātu
Metāna atklājumi Marsa atmosfērā ir izaicinājuši zinātniekus atrast avotu gāzei, kas parasti tiek saistīta ar dzīvību uz Zemes. Viens avots, kuru var izslēgt, ir senā vēsture: metāns var izdzīvot tikai 600 gadus Marsa atmosfērā, pirms saules gaisma to iznīcinās.
Ja globālā metāna koncentrācija uz Marsa ir 10 ppb, tad katru dienu saules gaisma iznīcina vidēji 4 gramus metāna. Tas nozīmē, ka katru gadu jāražo apmēram 126 metriskās tonnas metāna, lai nodrošinātu vienmērīgu 10 ppb koncentrāciju.
Pastāv iespēja, ka metānu uz Marsu nogādā kosmosa komētas, asteroīdi vai citi gruži. Aprēķini rāda, ka mikrometeorīti, visticamāk, gadā piegādā tikai 1 kilogramu metāna, kas ir tālu no 126 tonnu nomaiņas līmeņa. Komētas varētu piegādāt milzīgu metāna šķēli, taču intervāls starp lielākajiem komētas triecieniem ir vidēji 62 miljoni gadu, tāpēc maz ticams, ka kāda komēta pēdējo 600 gadu laikā piegādātu metānu.
Ja mēs varam izslēgt metāna piegādi, metāns jāražo Marsā. Bet vai avota bioloģija vai procesi nav saistīti ar dzīvi?
Neliela daļa Zemes metāna tiek iegūta nebioloģiskā (“abiogēnā”) mijiedarbībā starp oglekļa dioksīdu, karstu ūdeni un noteiktiem iežiem. Vai tas varētu notikt uz Marsa? Varbūt, saka Džeimss Lyons no UCLA Ģeofizikas un planētas fizikas institūta.
Šīm reakcijām ir nepieciešami tikai ieži, ūdens, ogleklis un siltums, bet uz Marsa, no kurienes nāktu karstums? Planētas virsma ir akmeņu auksta, vidēji mīnus 63 grādi. Vulkāni varētu būt siltuma avots. Ģeologi domā, ka pēdējais Marsa izvirdums notika vismaz pirms miljons gadiem - pietiekami nesen, lai domātu, ka Marss joprojām ir aktīvs un tāpēc karsts dziļi zem virsmas.
No šāda ģeoloģiski karsta punkta varētu rasties metāna sūkls, kas vidēji ir 4 grami sekundē. Bet jebkurai Marsa karstajai vietai jābūt dziļi un labi izolētai no virsmas, jo termiskās emisijas attēlveidošanas sistēma uz Marsa Odisejas neatrada vietas, kas būtu vismaz 15 grādus C siltākas par apkārtni. Tomēr Liona domā, ka joprojām ir iespējams, ka siltumu piegādā dziļš magmas ķermenis.
Vienā vienkāršotā Marsa ģeoloģijas datora modelī dzesējošais magmas ķermenis, kas bija 10 kilometru dziļumā, 1 kilometra platumā un 10 kilometru garumā, radīja temperatūru no 375 līdz 450 grādiem, kas ved uz abiogēnā metāna veidošanos Zemes okeāna grēdu vidienē. Šāds karsto iežu korpuss, Lions saka, “ir pilnīgi saprātīgs, tajā nav nekas dīvains”, jo Marss, iespējams, saglabā zināmu siltumu no planētu veidošanās, līdzīgi kā Zeme.
"Tas mudina mūs domāt, ka tas ir ticams scenārijs metāna skaidrošanai uz Marsa, un mēs neredzētu šī grāvja (karstā klints korpusa) parakstu uz virsmas," saka Lyons. “Tas ir leņķis, kuru mēs tiecamies; tas ir vienkāršākais, tiešākais atklātā metāna skaidrojums. ”
Lai arī neviens nevar izslēgt metāna uzbrūkošo avotu uz Marsa, atrodot metānu uz Zemes, jūs parasti redzat metanogēnu, seno anaerobo mikrobu, kas oglekli un ūdeņradi pārstrādā metānā, darbu. Vai metanogēni varētu dzīvot uz Marsa?
Lai to uzzinātu, Arkansas universitātes bioloģisko zinātņu asociētais profesors Timotijs Krels pirms 12 gadiem vulkāniskajā augsnē sāka audzēt piecu veidu metanogenus, kas izvēlēti, lai modelētu Marsa augsni. Viņam tagad ir parādīts, ka metanogēni gadiem ilgi var izdzīvot uz granulētas, ar zemu barības saturu augsnes, lai gan, kad tie tiek audzēti Marsam līdzīgos apstākļos, tikai 2 procentos no Zemes atmosfēras spiediena, tie tiek izžuvuši un pēc pāris nedēļām vairs nedarbojas.
“Augsnei ir tendence izžūt, un mēs esam spējuši atrast dzīvotspējīgas šūnas; viņi joprojām ir dzīvi, bet vairs neražo metānu, ”saka Kral.
Metanogēniem ir nepieciešams pastāvīgs oglekļa dioksīda un ūdeņraža avots. Kamēr Marsā ir daudz oglekļa dioksīda, “ūdeņradis ir jautājuma zīme,” saka Krāls.
Vašingtonas ASV katoļu universitātes pētniecības profesors Vladimirs Krasnopolskis Marsa atmosfērā atklāja 15 molekulārā ūdeņraža daļas uz miljonu. Iespējams, ka šis ūdeņradis izplūst no dziļa avota Marsa iekšienē, ko metanogēni varētu izmantot.
Ja metanogēni atrodas dziļi Marsa iekšienē, to ražotā metāna gāze lēnām paaugstināsies virsmas virzienā. Galu galā tas varētu sasniegt spiediena un temperatūras stāvokli, kur tas varētu iesprūst ledus kristālos, veidojot metāna hidrātu.
“Ja būtu zemzemes biosfēra, metāna hidrāts būtu neizbēgamas sekas, ja lietas rīkotos tā, kā rīkojas uz Zemes,” saka Stefans Klifords no Mēness un planetārā institūta Hjūstonā, Teksasā.
Un tur ir neliels ieguvums, piebilst Klifords. Metāna hidrāti "būtu izolācijas sega, kas ievērojami samazinātu sasalušās zemes biezumu uz Marsa no vairākiem kilometriem pie ekvatora līdz varbūt mazāk nekā kilometram". Citiem vārdiem sakot, metāna hidrāts gan uzglabā dzīvības pierādījumus, gan izolē jebkuru dzīvību, kas palika no īpaši aukstās virsmas temperatūras.
Lai arī dati par kilometriem vai zemāk par Marsa virsmu nav, pieaugošā aina par Zemes pazemes biosfēras sarežģītību, lielumu un pielāgošanās spējām noteikti palielina iespēju, ka dzīvība pastāv līdzīgos apstākļos Marsa iekšienē. Zemes pazemes biosfēra galvenokārt sastāv no mikrobiem, no kuriem daži dzīvo dziļumā, spiedienā un ķīmiskos apstākļos, kādreiz uzskatīja par dzīvībai nederīgu.
Dziļi Marsa iekšpusē var būt grūti izkropļojama vieta, lai nopelnītu iztiku, bet metanogēni nav wimps, saka Kral. “Viņi ir izturīgi, izturīgi. Fakts, ka viņi, iespējams, ir dzīvojuši jau kopš dzīves sākuma uz Zemes un joprojām ir galvenā dzīvības forma zem zemes un dziļi okeānos, nozīmē, ka viņi ir izdzīvojušie, viņiem klājas ārkārtīgi labi. ”
Oriģinālais avots: NASA Astrobioloģija
