Sušalusios pietinės lygumos ankstyvą pavasarį. Vaizdo kreditas: MSSS / JPL / NASA Padidinti
Marso atmosferoje aptikę metano mokslininkai metė iššūkį surasti dujų, paprastai susijusių su gyvybe Žemėje, šaltinį. Vienas šaltinis, kurį galima atmesti, yra senovės istorija: metanas gali išgyventi tik 600 metų Marso atmosferoje, kol saulės spinduliai jį sunaikins.
Jei bendra metano koncentracija Marse yra 10 ppb, saulės spinduliai kas sekundę sunaikina vidutiniškai 4 gramus metano. Tai reiškia, kad kiekvienais metais turi būti pagaminta apie 126 metrinės tonos metano, kad būtų užtikrinta pastovi 10 ppb koncentracija.
Yra tikimybė, kad metanas į Marsą bus pristatytas kometų, asteroidų ar kitų šiukšlių iš kosmoso. Skaičiavimai rodo, kad mikrometeoritai greičiausiai per metus išskiria tik 1 kilogramą metano - daug mažiau nei 126 tonų pakaitinis lygis. Kometa galėtų išnešti didžiulį metano šlaką, tačiau intervalas tarp didžiausių kometos smūgių yra vidutiniškai 62 milijonai metų, todėl mažai tikėtina, kad bet kuri kometa per pastaruosius 600 metų pristatė metaną.
Jei mes galime atmesti metano tiekimą, tada metanas turi būti gaminamas Marse. Bet ar šaltinio biologija, ar procesai nesusiję su gyvenimu?
Nedidelė dalis Žemės metano susidaro dėl nebiologinės („abiogeninės“) sąveikos tarp anglies dioksido, karšto vandens ir tam tikrų uolienų. Ar tai gali įvykti Marse? Galbūt, sako Jamesas Lyonasas iš UCLA Geofizikos ir planetinės fizikos instituto.
Šioms reakcijoms reikia tik uolienų, vandens, anglies ir šilumos, tačiau iš Marso, iš kur kiltų šiluma? Planetos paviršius yra atvėsęs nuo akmens, vidutiniškai atėmus 63 laipsnius. Vulkanai gali būti šilumos šaltinis. Geologai mano, kad paskutinis Marso išsiveržimas įvyko mažiausiai prieš 1 milijoną metų - pakankamai neseniai, kad būtų galima manyti, kad Marsas vis dar yra aktyvus, todėl karštas giliai po paviršiumi.
Iš tokios geologinės karštos vietos galėtų patekti vidutiniškai 4 gramai per sekundę metano. Bet kuri Marso karštoji vieta turi būti gili ir gerai izoliuota nuo paviršiaus, nes Marso Odisėjoje esanti šiluminės emisijos vaizdo sistema nerado vietų, kurios būtų bent 15 laipsnių C šiltesnės už apylinkes. Tačiau Lionas mano, kad vis dar įmanoma, kad šilumą tiekia gilus magmos kūnas.
Viename kompiuterizuotame supaprastintoje Marso geologijos modelyje aušinantis magmos kūnas, esantis 10 kilometrų gylyje, 1 kilometro pločio ir 10 kilometrų ilgio, sukūrė 375–450 laipsnių C temperatūrą, kuri skatina abiogeninio metano susidarymą Viduržemio vandenyno keterose. Toks karštos uolienos kūnas, pasak Liono, yra „visiškai protingas, jame nėra nieko keisto“, nes Marsas tikriausiai sulaiko šiek tiek šilumos iš planetų formavimosi, panašiai kaip Žemė.
„Tai skatina mus galvoti, kad tai yra pagrįstas metano paaiškinimo Marse scenarijus, ir mes nematėme to pylimo (karštos uolienos korpuso) parašo ant paviršiaus“, - sako Lyonas. „Tai yra kampas, kurio mes siekiame; tai paprasčiausias, tiesioginis paaiškintas aptikto metano paaiškinimas “.
Nors niekas negali atmesti abiogeninių Marso metano šaltinių, Žemėje radę metano, dažniausiai matote metanogenų, senovės anaerobinių mikrobų, kurie anglį ir vandenilį paverčia metanu, darbą. Ar gali metanogenai gyventi Marse?
Norėdami tai sužinoti, Arkanzaso universiteto biologijos mokslų daktaras Timothy Kralis prieš 12 metų vulkaniniame dirvožemyje, pasirinktame imituoti Marso dirvožemį, pradėjo auginti penkių rūšių metanogenus. Jam dabar parodyta, kad metanogenai daugelį metų gali išgyventi granuliuotame, mažai maistinių medžiagų turinčiame dirvožemyje, nors auginami į Marsą panašiomis sąlygomis, esant tik 2 proc. Žemės atmosferos slėgio, jie nudžiūsta ir neveikia po kelių savaičių.
„Dirva linkusi išdžiūti, ir mes sugebėjome rasti gyvybingas ląsteles; jie vis dar gyvi, bet daugiau nebegamina metano “, - sako Kral.
Metanogenams reikia pastovaus anglies dioksido ir vandenilio šaltinio. Nors Marse gausu anglies dioksido, „vandenilis yra klaustukas“, sako Kralis.
Vašingtone esančio Amerikos katalikiškojo universiteto mokslo profesorius Vladimiras Krasnopolskis Marso atmosferoje aptiko 15 dalių milijonui molekulinio vandenilio. Gali būti, kad šis vandenilis išsiskiria iš giluminių šaltinių Marso viduje, kuriuos galėtų naudoti metanogenai.
Jei metanogenai yra giliai Marso viduje, jų išsiskiriančios metano dujos lėtai kyla į paviršių. Galų gale jis gali pasiekti slėgio ir temperatūros būseną, kur galėtų įstrigti ledo kristaluose, sudarydamas metano hidratą.
„Jei būtų požeminė biosfera, metano hidratas būtų neišvengiama pasekmė, jei viskas elgtųsi taip, kaip elgiasi Žemėje“, - sako Stephenas Cliffordas iš Mėnulio ir planetų instituto Hiustone, Teksase.
Cliffordas priduria, kad tai nemenka nauda. Metano hidratai „būtų izoliacinė antklodė, kuri žymiai sumažintų Marso užšalusios žemės storį nuo kelių kilometrų ties pusiauju iki gal mažiau nei kilometro“. Kitaip tariant, metano hidratas kauptų gyvybės įrodymus ir izoliuotų bet kokią gyvybę, likusią nuo ypač šalto paviršiaus temperatūros.
Nors duomenų apie kilometrą ar mažiau Marso paviršiaus nėra, vis didėjantis Žemės požeminės biosferos sudėtingumo, dydžio ir pritaikomumo vaizdas tikrai padidina galimybę, kad Marso viduje egzistuoja gyvenimas panašiomis sąlygomis. Žemės požeminę biosferą didžiąja dalimi sudaro mikrobai, iš kurių kai kurie gyvena gylyje, slėgyje ir cheminėse sąlygose, kai kadaise buvo manoma, kad tai nedera gyventi.
Giliai Marso viduje gali būti sunkiai aptinkama vieta užsidirbti pragyvenimui, tačiau metanogenai nėra wimps, sako Kral. „Jie yra kieti, ilgaamžiai. Tai, kad jie gyvena tikriausiai nuo gyvenimo Žemėje pradžios ir tebėra vyraujanti gyvybės forma po paviršiumi ir giliai vandenynuose, reiškia, kad jie išgyveno, jiems sekasi nepaprastai gerai. “
Originalus šaltinis: NASA Astrobiologija
