Marss. Attēla kredīts: NASA Noklikšķiniet, lai palielinātu
Vai mikrobi veido metānu, kas atrasts uz Marsa, vai arī ogļūdeņraža gāze rodas ģeoloģiskos procesos? Tas ir jautājums, uz kuru visi vēlas atbildēt, bet neviens nevar. Ko būs nepieciešams, lai pārliecinātu žūriju?
Daudzi eksperti žurnālam Astrobiology sacīja, ka labākais veids, kā novērtēt, vai metānam ir bioloģiska izcelsme, ir izpētīt oglekļa-12 (C-12) un oglekļa-13 (C-13) attiecību molekulās. Dzīvie organismi, pirmkārt, uzņem vieglākus C-12 izotopus, kad tie samontē metānu, un šī ķīmiskā pazīme saglabājas līdz molekulas iznīcināšanai.
"Var būt veids, kā atšķirt metāna izcelsmi, neatkarīgi no tā, vai tā ir biogēna vai nē, izmantojot stabilus izotopu mērījumus," saka Torbara universitātes izotopu ķīmiķe Barbara Šervuda Lollar.
Bet izotopu signāli ir smalki, tos vislabāk veic precīzi spektrometri, kas novietoti uz Marsa virsmu, nevis uz riņķojoša kosmosa kuģa orbītas.
Un ir sarežģījumi. Pirmkārt, vidējais Marsa metāna līmenis, kas ir 10 daļas uz miljardu (ppb), var būt pārāk vājš precīzam izotopu mērīšanai pat uz Marsa novietotajam spektroskopam. Arī metāna C-12 un C-13 attiecība ne vienmēr ir dzīvības pierādījums. Piemēram, “Lost City” hidrotermālais ventilācijas lauks Atlantijas okeānā neuzrādīja skaidru izotopu parakstu, saka Pensijas štata universitātes zemes un minerālu zinātnes profesors Džeimss Kastings.
"Metāns nav tik spēcīgi frakcionēts, taču viņi joprojām domā, ka tas varētu būt bioloģisks," saka Kastings. “Lost City jūs nevarat saprast, vai tas ir bioloģisks vai nav izotopu ietekmē. Kā mēs to izdomāsim uz Marsa? ”
Paplašinot meklēšanu, atbild Sherwood Lollar. Tā vietā, lai izmērītu tikai oglekli, viņa ierosina izmērīt ūdeņraža izotopus, jo bioloģiskās sistēmas dod priekšroku arī ūdeņradim (H), nevis smagajam deitērijam (2H).
Otra pieeja būtu garāki, smagāki ogļūdeņraži - etāns, propāns un butāns -, kas ir saistīti ar metānu un kas dažreiz parādās ar biogēnu vai abiogēnu metānu. Šervuds Lollar atklāja šos ogļūdeņražus, izmeklējot abiogēno metānu, kas ieslodzīts porās senās iežās Kanādas vairogā - lielā Prekambrijas nezināmo iežu atradnē. “Kad ūdens iesprūst ļoti, ļoti ilgos laika periodos,” viņa saka, abiogēna reakcija starp ūdeni un iežu veido metānu, etānu, propānu un butānu.
Ja Marsa atmosfērā kādreiz tiek atklāti garākās ķēdes abiogēnie ogļūdeņraži, kā mēs tos varētu atšķirt no līdzīgiem ogļūdeņražiem, kas ir kerogēna sabrukšanas produkti, kas ir dzīvu vielu sadalīšanās paliekas? Atbildi, ko atkārto Šervuds Lolārs, var atrast izotopos. Abiogēnās ogļūdeņražu ķēdēs būtu lielāks smagāku izotopu īpatsvars nekā ogļūdeņražu ķēdēs, kas iegūtas, sadaloties kerogēnam.
"Turpmākās misijas uz Marsu plāno meklēt augstākus ogļūdeņražus, kā arī metānu," saka Šervuds Lollar. "Ja šo izotopu modeli var identificēt, piemēram, Marsa metānā un etānā, tad šāda veida informācija varētu palīdzēt novērst abiogēno un biogēno izcelsmi."
Izotopi ir redzami daudzās gaidāmajās kosmosa misijās, kas varētu slāpēt arvien pieaugošās slāpes pēc pierādījumiem par metāna noslēpumu:
* Fīniksas krastmala, kuru paredzēts palaist 2007. gada augustā, dosies uz ledus bagātu reģionu netālu no Ziemeļpola un “izrakt netīrumus un analizēt netīrumus kopā ar ledu”, saka Viljams Bointons no Arizonas universitātes, kurš vadīs misiju. Krāvēja masas spektrometrs mērīs izotopus jebkurā metānā, kas ieslodzīts augsnē, ja koncentrācija ir pietiekama. “Mēs nevarēsim izmērīt izotopu attiecību [atmosfērā], jo tā nebūs pietiekami augsta koncentrācija,” saka Bointons.
* Marsa zinātnes laboratorija, kuru plānots sākt kaut kad no 2009. līdz 2011.gadam, ir 3000 kilogramu smags sešriteņu apvidus auto, kas pildīts ar zinātniskiem instrumentiem. Noskaņojams lāzera spektrometrs un masas spektrometra-gāzes hromatogrāfs var gan būt spējīgi izdalīt oglekļa un citu elementu izotopu attiecības.
* Beagle 3, Lielbritānijas pēc kosmosa pazaudētā Beagle 2 pēctecei, iespējams, ir uzlabots masas spektrometrs, kas spēj izmērīt oglekļa izotopu attiecības, taču projekts vēl jāapstiprina. Amatniecība nesāks darboties vismaz 2009. gadā.
Sākot no šiem atklāšanas datumiem, ir skaidrs, ka žūrija par šo personu, kurai tas ir nepieciešams, ir jāatstāj atdalīta vairākus gadus, līdz zinātniskajā tiesas zālē var iegūt precīzus datus par metāna avotu uz Marsa. Šajā brīdī var teikt, ka daudzi eksperti diezgan nopietni uztver biogēno avotu. Piemēram, Vladimirs Krasnopolskis, kurš vadīja vienu no komandām, kuras uz planētas atrada metānu, saka: “Manuprāt, baktērijas ir ticami metāna avoti uz Marsa, visticamākais avots.” Bet viņš sagaida, ka mikrobi tiks atrasti oāzēs, “jo Marsa apstākļi ir ļoti naidīgi pret dzīvību. Es domāju, ka šīs baktērijas var pastāvēt dažās vietās, kur ir silti un mitri apstākļi. ”
Šis novērojums norāda uz iespējamu abpusēji izdevīgu situāciju tiem, kuri vēlas atrast dzīvību uz Marsa, saka Timotijs Krels no Arkanzasas universitātes, kurš iztikai audzē metanogēnus. Ja, kā liecina aprēķini, asteroīdi un komētas, visticamāk, nesīs metānu uz Marsu, tad vai nu metānā veidojošajiem organismiem jādzīvo pazemes virszemē, vai arī ir kāda vieta, kur tā ir pietiekami silta, lai radītu abiogēno paaudzi.
"Pat ja tā nav tieša dzīves norāde, tā norāda uz sasilšanu," saka Kral. Šajos apstākļos “organismiem aug siltums, enerģija”.
Pēdējā gada laikā ir daudz mainījies. Krāls, kurš ir pavadījis duci gadu, audzējot metanogēnus simulētā Marsa vidē, saka: “Pirms pagājušā gada, kad cilvēki jautāja, vai es domāju, ka uz Marsa ir dzīvība, es ķiķināšu. Es nebūtu šajā biznesā, ja nedomāju, ka tas ir iespējams, bet par kādu dzīvi nebija reālu pierādījumu. Tad pēkšņi pagājušajā gadā viņi atmosfērā atrada metānu, un mums pēkšņi ir reālu zinātnisku pierādījumu fragments, kurā teikts, ka ir iespējams ”, ka Marss ir otrā dzīvā planēta.
Oriģinālais avots: NASA Astrobioloģija
