Марс. Кредит за изображение: НАСА Увеличи
Микробите произвеждат метана, който е намерен на Марс, или въглеводородният газ идва от геоложки процеси? Въпросът е на всеки, който иска да отговори, но никой не може. Какво ще отнеме, за да убеди журито?
Много експерти казват на Astrobiology Magazine, че най-добрият начин да се прецени дали метанът има биологичен произход е да се разгледа съотношението въглерод-12 (С-12) и въглерод-13 (С-13) в молекулите. Живите организми за предпочитане поемат по-леките изотопи на С-12, докато събират метан, и този химичен подпис остава, докато молекулата се унищожи.
„Може да има начин да се разграничи произходът на метан, независимо дали е биогенен или не, като се използват стабилни измервания на изотопи“, казва Барбара Шервуд Лолар, химик-изотоп в Университета в Торонто.
Но изотопните сигнали са фини, най-добре изпълнени от точни спектрометри, поставени на марсианската повърхност, а не на орбита на орбита на космически кораби.
И има усложнения. За едно нещо, средно марсианско ниво на метан от 10 части на милиард (ppb) може да е твърде слабо за точно измерване на изотопи, дори за спектроскоп, поставен на Марс. Освен това съотношението С-12 към С-13 само на метан не винаги е доказателство за живота. Например, хидротермалното отдушник на „Изгубен град“ в Атлантическия океан не показва ясен изотопен подпис, казва Джеймс Кастинг, професор по земни и минерални науки в Пенския държавен университет.
"Метанът не е толкова силно фракциониран, но все още смятат, че може да е биологичен", казва Кастинг. „В Lost City не можеш да разбереш дали е биологичен или не чрез изотопите. Как ще разберем това на Марс? "
Разширявайки търсенето, отговаря Sherwood Lollar. Вместо да измерва само въглерод, тя предлага измерване на водородни изотопи, тъй като биологичните системи също предпочитат водород (Н) пред по-тежкия деутерий (2Н).
Вторият подход би разглеждал по-дългите по-тежки въглеводороди - етан, пропан и бутан - които са свързани с метана и които понякога се появяват с биогенен или абиогенен метан. Шерууд Лолар откри тези въглеводороди, докато изследва абиогенен метан, затворен в порите в древни скали в Канадския щит, голямо находище на магнитна скала в Докамбрий. „Когато водата се залови в много, много дълги периоди от време“, казва тя, абиогенната реакция между водата и скалата прави метан, етан, пропан и бутан.
Ако някога в марсианската атмосфера се открият по-дълговерижни абиогенни въглеводороди, как бихме могли да ги различим от подобни въглеводороди, които са продукти на разпадане на кероген, остатък от разлагане на жива материя? Отговорът, повтаря се Шерууд Лолар, може да се намери в изотопите. Абиогенните въглеводородни вериги биха съдържали по-висок дял от по-тежки изотопи от въглеводородните вериги, получени при разграждането на керогена.
„Бъдещите мисии на Марс планират да търсят наличието на по-високи въглеводороди, както и на метан“, казва Шервуд Лолар. „Ако този изотопичен модел може да бъде идентифициран например в марсиански метан и етан, тогава този тип информация може да помогне за разрешаването на абиогенен спрямо биогенен произход.“
Изотопите са на видно място в няколко предстоящи космически мисии, които биха могли да потушат нарастващата жажда за доказателства за тайнството на метана:
* Приземлителят на Phoenix, планиран да стартира през август 2007 г., ще отиде до богат на лед регион в близост до Северния полюс и „изкопае мръсотия и анализира мръсотията, заедно с леда“, казва Уилям Бойнтън от университета в Аризона, кой ще ръководи мисията. Масовият спектрометър на ландъра ще измерва изотопи във всеки метан, хванат в почвата, ако концентрацията е достатъчна. „Няма да можем да измерим изотопното съотношение [в атмосферата], защото няма да е достатъчно висока концентрация“, казва Бойнтън.
* Научната лаборатория Mars, планирана да бъде пусната някъде между 2009 и 2011 г., е ровер с шест колела с 3000 килограма, пълен с научни инструменти. Настройката на лазерен спектрометър и мас-спектрометър-газов хроматограф може да бъде в състояние да извлича изотопни съотношения на въглерод и други елементи.
* Бийгъл 3, наследник на изгубения в Космоса британски бигъл 2, може да носи подобрен масспектрометър, способен да измерва съотношенията на въглеродните изотопи, но проектът все още не е одобрен. Корабът няма да стартира поне през 2009 г.
От тези дати на изстрелване става ясно, че журито за това кой ще го направи - трябва да остане в продължение на години, докато твърдите данни за източника на метан на Марс могат да бъдат излъчени в научната зала на съда. В този момент е честно да се каже, че много вещи експерти приемат възможността за биогенен източник доста сериозно. Например Владимир Краснополски, който ръководи един от екипите, открили метан на планетата, казва: „Мисля, че бактериите са правдоподобни източници на метан на Марс, най-вероятният източник.“ Но той очаква микробите да бъдат открити в оазиси, „защото марсианските условия са много враждебни за живота. Мисля, че тези бактерии могат да съществуват на някои места, където условията са топли и мокри. "
Това наблюдение сочи към възможна ситуация за всички, които искат да намерят живот на Марс, казва Тимоти Крал от Университета в Арканзас, който отглежда метаногени за прехрана. Ако, според изчисленията, астероидите и кометите не е вероятно да доставят метан на Марс, тогава или организмите, произвеждащи метан, трябва да живеят в подземната повърхност, или има място, където е достатъчно топло за абиогенно поколение.
"Въпреки че това не е индикация за живота пряко, това е индикация, че има затопляне", казва Крал. В тези условия „има топлина, енергия, за да растат организмите.“
Много се промени през последната година. Крал, който е прекарал десетина години в отглеждане на метаногени в симулирана марсианска среда, казва: „Преди миналата година, когато хората ме питаха дали мисля, че има живот на Марс, щях да се кикотя. Не бих се занимавал с този бизнес, ако не мислех, че е възможно, но нямаше истински доказателства за никакъв живот. Тогава изведнъж миналата година те откриха метан в атмосферата и изведнъж имаме части от истински научни доказателства, които казват, че е възможно “Марс да е втората жива планета.
Оригинален източник: Астробиология на НАСА
