Mars. Obrazový kredit: NASA Klikněte pro zvětšení
Vytváří mikroby metan, který se nachází na Marsu, nebo pochází uhlovodíkový plyn z geologických procesů? Je to otázka, na kterou každý chce odpovědět, ale nikdo nemůže. Co bude nutné, aby se porota přesvědčila?
Mnoho odborníků uvedlo časopisu Astrobiology Magazine, že nejlepším způsobem, jak posoudit, zda má methan biologický původ, je podívat se na poměr uhlíku-12 (C-12) k uhlíku-13 (C-13) v molekulách. Živé organismy přednostně přijímají lehčí izotopy C-12, když shromažďují metan, a že chemický podpis zůstává, dokud není molekula zničena.
"Může existovat způsob, jak rozlišit původ metanu, ať už biogenního nebo ne, pomocí stabilních měření izotopů," říká Barbara Sherwood Lollar, izotopová chemik na University of Toronto.
Izotopové signály jsou však jemné, nejlépe se provádějí přesnými spektrometry umístěnými na povrchu marťanů spíše než na oběžné dráze kosmické lodi.
A jsou zde komplikace. Pro jednu věc může být průměrná hladina metanu v metanu 10 dílů na miliardu (ppb) příliš slabá na přesné měření izotopů, dokonce i pro spektroskop umístěný na Marsu. Také poměr C-12 k C-13 samotného metanu není vždy důkazem života. Například hydrotermální ventilační pole „Lost City“ v Atlantickém oceánu neprokázalo jasný izotopový podpis, říká James Kasting, profesor Země a minerální vědy na Penn State University.
"Metan není tak silně frakcionovaný, ale stále si myslí, že by to mohlo být biologické," říká Kasting. "Ve Ztraceném městě nemůžete zjistit, zda je izotopy biologické nebo ne." Jak to zjistíme na Marsu? “
Rozšířením vyhledávání odpovídá Sherwood Lollar. Místo měření pouze uhlíku navrhuje měření izotopů vodíku, protože biologické systémy také dávají přednost vodíku (H) před těžším deuteriem (2H).
Druhý přístup by se podíval na delší, těžší uhlovodíky - ethan, propan a butan -, které souvisejí s metanem a které se někdy objevují u biogenního nebo abiogenního metanu. Sherwood Lollar tyto uhlovodíky detekoval, zatímco zkoumal abiogenní metan uvězněný v pórech ve starých skalách v kanadském štítu, velké ložisko vyvřelé horniny Precambrian. "Když se voda zachytí během velmi, velmi dlouhých časových období," říká, abiogenní reakce mezi vodou a horninou způsobuje metan, ethan, propan a butan.
Pokud jsou někdy v martiánské atmosféře detekovány abiogenní uhlovodíky s delším řetězcem, jak bychom je mohli odlišit od podobných uhlovodíků, které jsou produkty rozkladu kerogenu, což je zbytek rozkladu živé hmoty? Odpověď, opakování Sherwooda Lollara, byla nalezena v izotopech. Abiogenní uhlovodíkové řetězce by obsahovaly vyšší podíl těžších izotopů než uhlovodíkové řetězce odvozené z rozkladu kerogenu.
"Budoucí mise na Mars plánují hledat přítomnost vyšších uhlovodíků a metanu," říká Sherwood Lollar. "Pokud lze tento izotopový vzor identifikovat například v marťanském metanu a etanu, pak by tento typ informací mohl pomoci vyřešit abiogenní versus biogenní původ."
Izotopy figurují významně v několika nadcházejících vesmírných misích, které by mohly zničit rostoucí touhu po důkazech o tajemství metanu:
* Fénixský Phoenix, který má být uveden na trh v srpnu 2007, půjde do oblasti bohaté na led poblíž severního pólu a „vykopat špínu a analyzovat ji spolu s ledem,“ říká William Boynton z University of Arizona, kdo bude řídit misi. Landerův hmotnostní spektrometr bude měřit izotopy v jakémkoli metanu zachyceném v půdě, pokud je koncentrace dostatečná. "Nebudeme schopni měřit poměr izotopů [v atmosféře], protože to nebude dostatečně vysoká koncentrace," říká Boynton.
* Mars Science Laboratory, která má být uvedena na trh někdy mezi lety 2009 a 2011, je rover o hmotnosti 3 000 kilogramů, šestikolový rover nabitý vědeckými nástroji. Laditelný laserový spektrometr a hmotnostní spektrometr-plynový chromatograf mohou být schopné fretrovat izotopové poměry uhlíku a dalších prvků.
* Beagle 3, nástupce britského ztraceného Beagle 2, může nést vylepšený hmotnostní spektrometr schopný měřit poměry izotopů uhlíku, ale projekt musí být ještě schválen. Plavidlo by se nespustilo dříve než v roce 2009.
Od těchto dat zahájení je jasné, že porota na tom, kdo-dun-it, musí zůstat po celá léta sekvestrována, dokud nebudou ve vědecké soudní síni vysílána tvrdá data o zdroji metanu na Marsu. V tuto chvíli je spravedlivé říci, že mnoho znalců bere možnost biogenního zdroje poněkud vážně. Například Vladimír Krasnopolský, který vedl jeden z týmů, které našli metan na planetě, říká: „Bakterie jsou podle mého názoru pravděpodobné zdroje metanu na Marsu, nejpravděpodobnější zdroj.“ Očekává však, že se mikroby nacházejí v oázách, „protože marťanské podmínky jsou k životu velmi nepřátelské. Myslím, že tyto bakterie mohou existovat na některých místech, kde jsou podmínky teplé a mokré. “
Toto pozorování poukazuje na možnou win-win situaci pro ty, kteří chtějí najít život na Marsu, říká Timothy Kral z University of Arkansas, která pěstuje methanogeny pro život. Pokud, jak výpočty naznačují, asteroidy a komety pravděpodobně nebudou dodávat metan na Mars, pak musí buďto organismy, které produkují metan, žít v podpovrchu, nebo je místo, kde je dostatečně teplo pro tvorbu abiogenů.
"I když to není přímý náznak života, je to znamení toho, že se oteplování," říká Kral. V těchto podmínkách „existuje teplo, energie pro růst organismů.“
Za poslední rok se toho hodně změnilo. Kral, který strávil tucet let pěstováním methanogenů v simulovaném marťanském prostředí, říká: „Před loňským rokem, kdy se lidé zeptali, jestli si myslím, že na Marsu existuje život, bych se chichotat. Nebyl bych v tomto oboru, kdybych si nemyslel, že je to možné, ale neexistoval žádný skutečný důkaz o žádném životě. Pak najednou v loňském roce našli v atmosféře metan a najednou máme kus skutečných vědeckých důkazů, že je možné „že Mars je druhá živá planeta.
Původní zdroj: NASA Astrobiology
