Замразени южни равнини в началото на пролетта. Кредит за изображение: MSSS / JPL / NASA Увеличи
Откриванията на метан в марсианската атмосфера предизвикаха учените да намерят източник на газ, който обикновено се свързва с живота на Земята. Един източник, който може да бъде изключен, е древната история: Метанът може да оцелее само 600 години в марсианската атмосфера, преди слънчевата светлина да го унищожи.
Ако глобалната концентрация на метан на Марс е 10 ppb, тогава средно 4 грама метан се унищожава всяка секунда от слънчева светлина. Това означава, че около 126 метрични тона метан трябва да се произвеждат всяка година, за да се осигури постоянна концентрация от 10 ppb.
Има външен шанс метанът да бъде доставен на Марс от комети, астероиди или други отломки от космоса. Изчисленията показват, че микрометеоритите вероятно ще доставят само 1 килограм метан годишно, което е далеч от нивото на замяна от 126 тона. Кометите могат да доставят огромен плуг метан, но интервалът между основните кометни въздействия е средно 62 милиона години, така че е малко вероятно някоя комета да е доставила метан през последните 600 години.
Ако можем да изключим доставката на метан, тогава метанът трябва да бъде произведен на Марс. Но биологията на източника ли е или процесите не са свързани с живота?
Малък процент от метана на Земята се осъществява чрез небиологични („абиогенни“) взаимодействия между въглероден диоксид, гореща вода и определени скали. Възможно ли е това да се случи на Марс? Може би, казва Джеймс Лайънс от Института за геофизика и планетарна физика на UCLA.
Тези реакции изискват само скала, вода, въглерод и топлина, но на Марс откъде ще дойде топлината? Повърхността на планетата е студена на камък, средно минус 63 градуса С. Вулканите могат да бъдат източник на топлина. Геолозите смятат, че най-скорошното изригване на Марс е било най-малко преди 1 милион години - достатъчно скоро, за да предположи, че Марс все още е активен и следователно горещ дълбоко под повърхността.
Една струйка метан средно 4 грама в секунда може да дойде от такава геологична гореща точка. Но всяка марсианска гореща точка трябва да бъде дълбоко и добре изолирана от повърхността, тъй като Системата за визуализация на топлинните емисии на Марс Одисея не намери места, които да са поне 15 градуса С по-топли от околностите. Въпреки това, Лионс смята, че все още е възможно дълбоко тяло на магма да доставя топлина.
В един компютърен модел на опростена марсианска геология, охлаждащо тяло от магма с дълбочина 10 километра, ширина 1 километър и дължина 10 километра създаде температурата от 375 до 450 градуса С, която задвижва абиогенното генериране на метан по средата на океанските хребети на Земята. Подобно тяло с гореща скала, казва Лионс, „е напълно разумно, няма нищо странно в това“, защото Марс вероятно задържа малко топлина от планетарната формация, подобно на Земята.
„Това ни окуражава да мислим, че това е правдоподобен сценарий за обяснение на метан на Марс и не бихме виждали подписа на тази дига (тяло от гореща скала) на повърхността“, казва Лайънс. „Това е ъгълът, който преследваме; това е най-простото и най-пряко обяснение на открития метан. "
Въпреки че никой не може да изключи абиогенни източници на метана на Марс, когато откриете метан на Земята, обикновено виждате работата на метаногени, древни анаеробни микроби, които преработват въглерод и водород в метан. Може ли метаногените да живеят на Марс?
За да разбере, Тимоти Крал, доцент по биологични науки в Университета в Арканзас, започва отглеждане на пет вида метаногени преди 12 години във вулканична почва, избрана да симулира марсианска почва. Сега му е показано, че метаногените могат да оцелеят с години на гранулирана, ниско хранителна почва, въпреки че, когато се отглеждат в условия, подобни на Марс, при едва 2 процента от атмосферното налягане на Земята, те се пресушават и спит след няколко седмици.
„Почвата има тенденция да изсъхне и ние успяхме да намерим жизнеспособни клетки; те са все още живи, но вече не произвеждат метан “, казва Крал.
Метаногените се нуждаят от постоянен източник на въглероден диоксид и водород. Докато въглеродният диоксид е изобилен на Марс, "водородът е въпрос на въпрос", казва Крал.
Владимир Краснополски, професор по изследвания в Католическия университет на Америка във Вашингтон, D.C., откри 15 части на милион молекулен водород в атмосферата на Марс. Възможно е този водород да изтича от дълбок източник в марсианската вътрешност, който метаногените биха могли да използват.
Ако метаногените са дълбоко в Марс, метанът, който произвеждат, бавно ще се издигне към повърхността. В крайна сметка може да достигне състояние температура и налягане, при което да се хване в ледени кристали, образувайки метан хидрат.
"Ако имаше подземна биосфера, метан хидратът би бил неизбежна последица, ако нещата се държат така, както се правят на Земята", казва Стивън Клифорд от Лунния и планетарен институт в Хюстън, Тексас.
И има предимство, добавя Клифърд. Метан хидратите, „биха били изолиращо одеяло, което би намалило значително дебелината на замръзналата земя на Марс от няколко километра в екватора до може би по-малко от километър.“ С други думи, метан хидратът ще съхранява доказателства за живота и ще изолира всеки живот, останал от ултра студената повърхностна температура.
Въпреки че данни за условия на километър или под повърхността на Марсиан не съществуват, нарастващата картина на сложността, размера и адаптивността на земната подземна биосфера със сигурност подобрява шанса, че животът съществува в сравними условия в Марс. Подземната биосфера на Земята е съставена до голяма степен от микроби, някои от които живеят на дълбочина, налягане и химически условия, които някога са били мислещи за негостоприемни за живота.
Дълбоко в Марс може да е трудно затрудняващо пребиваване, но метаногените не са мъничета, казва Крал. „Те са здрави, издръжливи. Фактът, че те са наоколо вероятно от началото на живота на Земята и продължават да са преобладаващата форма на живот под повърхността и дълбоко в океаните, означава, че са оцелели, те се справят изключително добре. "
Оригинален източник: Астробиология на НАСА
