Matné jižní pláně brzy na jaře. Obrazový kredit: MSSS / JPL / NASA Klikněte pro zvětšení
Detekce metanu v marťanské atmosféře vedly vědce k tomu, aby našli zdroj plynu, který je obvykle spojen s životem na Zemi. Jedním zdrojem, který lze vyloučit, je starodávná historie: Methan může přežít v marťanské atmosféře jen 600 let, než ho zničí sluneční světlo.
Pokud je globální koncentrace metanu na Marsu 10 ppb, pak je za sekundu sluneční paprsky zničena průměrně 4 gramy metanu. To znamená, že každý rok musí být vyrobeno asi 126 tun metanu, aby byla zajištěna stabilní koncentrace 10 ppb.
Existuje vnější šance, že metan je dodáván na Mars komety, asteroidy nebo jinými troskami z vesmíru. Výpočty ukazují, že mikrometeority budou pravděpodobně dodávat pouze 1 kilogram metanu ročně - což je zdaleka nedostatečná úroveň nahrazení 126 tun. Komety mohly přinést obrovský slimák metanu, ale interval mezi hlavními kometami má průměrně 62 milionů let, takže je nepravděpodobné, že by jakákoli kometa dodávala metan během posledních 600 let.
Pokud můžeme vyloučit dodávku metanu, musí být metan vyráběn na Marsu. Je však biologie zdroje nebo procesy nespojené se životem?
Malé procento metanu Země je vytvářeno nebiologickými („abiogenními“) interakcemi mezi oxidem uhličitým, horkou vodou a některými horninami. Může k tomu dojít na Marsu? Možná říká James Lyons z Ústavu geofyziky a planetární fyziky na UCLA.
Tyto reakce vyžadují pouze horninu, vodu, uhlík a teplo, ale na Marsu, odkud teplo pochází? Povrch planety je studený kámen, průměrně minus 63 stupňů C. Sopky mohou být zdrojem tepla. Geologové se domnívají, že poslední erupce na Marsu byla nejméně před 1 miliónem let - dost nedávná, aby naznačovala, že Mars je stále aktivní, a proto horký hluboko pod povrchem.
Z takového geologického hot spotu by mohl pocházet pramínek metanu v průměru 4 gramy za sekundu. Jakákoli marťanská horká skvrna však musí být hluboká a dobře izolovaná od povrchu, protože zobrazovací systém tepelné emise na Mars Odyssey nenašel žádná místa, která by byla o 15 ° C teplejší než okolí. Lyons si však myslí, že je stále možné, že teplo může dodávat hluboké tělo magmatu.
V jednom počítačovém modelu zjednodušené marťanské geologie vytvořilo chladicí těleso magma 10 kilometrů hluboké, 1 kilometr široké a 10 kilometrů dlouhé teplotu 375 až 450 ° C, která pohání generování abiogenního metanu na středních oceánských hřebenech na Zemi. Lyons říká, že takové tělo horké skály „je dokonale rozumné, není na tom nic zvláštního“, protože Mars si pravděpodobně z planetární formace, podobně jako Země, pravděpodobně uchoval nějaké teplo.
"Povzbuzuje nás, abychom si mysleli, že toto je věrohodný scénář pro vysvětlení metanu na Marsu, a my bychom neviděli podpis této hráze (těla horké skály) na povrchu," říká Lyons. "To je úhel, který sledujeme; je to nejjednodušší a nejpřímější vysvětlení zjištěného metanu. “
Ačkoli nikdo nemůže vyloučit abiogenní zdroje pro metan na Marsu, když najdete metan na Zemi, obvykle vidíte práci methanogenů, starých anaerobních mikrobů, které zpracovávají uhlík a vodík na metan. Mohly by methanogeny žít na Marsu?
Chcete-li to zjistit, Timothy Kral, docent biologických věd na University of Arkansas, začal před 12 lety pěstovat pět typů methanogenů ve sopečné půdě vybrané pro simulaci marťanské půdy. Nyní ukázal, že methanogeny mohou přežít roky na zrnité půdě s nízkou živinou, i když když jsou pěstovány v podmínkách podobných Marsu, při pouhém 2 procentě zemského atmosférického tlaku, po několika týdnech se vysychají a spí.
"Půda inklinuje k vyschnutí a my jsme byli schopni najít životaschopné buňky; jsou stále naživu, ale už neprodukují metan, “říká Kral.
Methanogeny potřebují stabilní zdroj oxidu uhličitého a vodíku. Zatímco oxid uhličitý je na Marsu hojný, „vodík je otazník,“ říká Kral.
Vladimír Krasnopolský, profesor výzkumu na Katolické univerzitě Ameriky ve Washingtonu D.C., detekoval v atmosféře Marsu 15 ppm molekulárního vodíku na milion. Je možné, že tento vodík uniká z hlubokého zdroje v marťanském interiéru, který by methanogeny mohly použít.
Pokud jsou methanogeny hluboko uvnitř Marsu, plynný metan, který produkují, by pomalu stoupal k povrchu. Nakonec by mohl dosáhnout stavu tlaková teplota, kde by se zachytil v ledových krystalech a vytvořil hydrát methanu.
"Pokud by existovala podpovrchová biosféra, byl by hydrát metanu nevyhnutelným důsledkem, kdyby se věci chovaly stejně jako na Zemi," říká Stephen Clifford z Lunar and Planetetary Institute v Houstonu v Texasu.
Clifford dodává: Metanové hydráty „by byla izolační přikrývka, která by podstatně snížila tloušťku zmrzlé půdy na Marsu z několika kilometrů na rovníku na možná méně než kilometr.“ Jinými slovy, hydrát methanu by uchovával důkazy o životě a izoloval by jakýkoli život, který zůstal z ultrachladých teplot povrchu.
Ačkoli údaje o podmínkách asi kilometr pod marťanským povrchem neexistují, rostoucí obrázek složitosti, velikosti a přizpůsobivosti podzemní biosféry Země jistě zvyšuje šanci, že život existuje ve srovnatelných podmínkách uvnitř Marsu. Podzemní biosféra Země se skládá převážně z mikrobů, z nichž některé žijí v hloubkách, tlacích a chemických podmínkách, které byly kdysi považovány za nepříznivé pro život.
Hluboko uvnitř Marsu může být místo, kde se dá vydělávat na živobytí, ale methanogeny nejsou žádné wimpy, říká Kral. "Jsou tvrdé, trvanlivé." Skutečnost, že se pohybují pravděpodobně od počátku života na Zemi a stále jsou převládající formou života pod povrchem a hluboko v oceánech, znamená, že přežili, že se jim daří velmi dobře. “
Původní zdroj: NASA Astrobiology
