Marsas. Atvaizdo kreditas: NASA Padidinti
Ar mikrobai daro metaną, kuris rastas Marse, ar angliavandenilių dujos kyla iš geologinių procesų? Tai klausimas, į kurį visi nori atsakyti, bet niekas negali. Ko reikės norint įtikinti žiuri?
Daugelis ekspertų pasakojo „Astrobiology Magazine“, kad geriausias būdas įvertinti, ar metanas turi biologinę kilmę, yra įvertinti anglies-12 (C-12) ir anglies-13 (C-13) santykį molekulėse. Gyvieji organizmai, rinkdami metaną, pirmenybę teikia lengvesniems C-12 izotopams, o tas cheminis požymis išlieka tol, kol molekulė bus sunaikinta.
„Gali būti būdas atskirti metano kilmę, nesvarbu, ar jis yra biologinis, ar ne, naudojant stabilius izotopų matavimus“, - sako Toronto universiteto izotopų chemikė Barbara Sherwood Lollar.
Bet izotopų signalai yra subtilūs, juos geriausiai atlieka tikslūs spektrometrai, išdėstyti ant Marso paviršiaus, o ne orbitoje besisukančio kosminio laivo.
Ir yra komplikacijų. Viena vertus, vidutinis Marso metano lygis, lygus 10 dalių milijardui (ppb), gali būti per silpnas tiksliam izotopų matavimui, net ir ant Marso pastatyto spektroskopo atžvilgiu. Be to, vien metano C-12 ir C-13 santykis ne visada įrodo gyvybę. Pavyzdžiui, „Lost City“ hidroterminės ventiliacijos laukas Atlanto vandenyne neparodė aiškaus izotopo parašo, sako Jamesas Kastingas, Penno valstijos universiteto žemės ir mineralų mokslo profesorius.
„Metanas nėra taip stipriai suskaidytas, tačiau jie vis tiek mano, kad jis gali būti biologinis“, - sako Kastingas. „Lost City“ jūs negalite išsiaiškinti, ar jis yra biologinis, ar ne pagal izotopus. Kaip mes tai išsiaiškinsime Marse? “
Išplėsdamas paiešką, atsako „Sherwood Lollar“. Užuot matavusi tik anglį, ji siūlo išmatuoti vandenilio izotopus, nes biologinės sistemos taip pat teikia pirmenybę vandeniliui (H), o ne sunkesniam deuteriui (2H).
Antras požiūris būtų skirtas ilgesniems, sunkesniems angliavandeniliams - etanui, propanui ir butanui -, susijusiems su metanu, kurie kartais atsiranda su biogeniniu ar abiogeniniu metanu. Šervudo Lollaras nustatė šiuos angliavandenilius tirdamas abiogeninį metaną, įstrigusį senųjų Kanados skydo uolienų, esančių Prekambrijos nedegiose uolienose, porose. „Kai vanduo įstrigęs per labai, labai ilgą laiką“, - sako ji, dėl abiogeninės vandens ir uolienos reakcijos metanas, etanas, propanas ir butanas virsta.
Jei Marso atmosferoje kada nors bus aptinkama ilgesnės grandinės abiogeninių angliavandenilių, kaip mes galėtume juos atskirti nuo panašių angliavandenilių, kurie yra kerogeno skilimo produktai - gyvųjų medžiagų skaidymo liekana? Atsakymą, „Sherwood Lollar“ pakartoja, galima rasti izotopuose. Abiogeninėse angliavandenilių grandinėse būtų didesnė sunkesniųjų izotopų dalis nei angliavandenilių grandinėse, susidariusioms suskaidžius kerogeną.
„Būsimose misijose į Marsą planuojama ieškoti aukštesnių angliavandenilių ir metano“, - sako Sherwood Lollar. „Jei tokį izotopų modelį galima nustatyti, pavyzdžiui, Marso metane ir etane, tada tokio tipo informacija galėtų padėti išspręsti abiogeninę ir biogeninę kilmę“.
Izotopai aiškiai matomi keliose artėjančiose kosminėse misijose, galinčiose sukelti vis didesnį metano paslapties įrodymų troškulį:
* „Phoenix“ nusileidimo įrenginys, kurį planuojama pradėti eksploatuoti 2007 m. Rugpjūčio mėn., Vyks į ledynais turtingą regioną netoli Šiaurės ašigalio ir „sukas nešvarumus ir analizuos nešvarumus kartu su ledu“, - sako Williamas Boyntonas iš Arizonos universiteto, kas vadovaus misijai. LANDER masės spektrometras išmatuos bet kokio dirvožemyje įstrigusio metano izotopus, jei jo koncentracija yra pakankama. „Negalėsime išmatuoti izotopų santykio [atmosferoje], nes jo koncentracija nebus pakankamai didelė“, - sako Boyntonas.
* „Mars Science“ laboratorija, kurią planuojama atiduoti kažkur nuo 2009 iki 2011 m., Yra 3000 kilogramų svorio šešių ratų važiuoklė, supakuota su moksliniais instrumentais. Derinamas lazerinis spektrometras ir masių spektrometras-dujų chromatografas gali būti naudingi ir tam, kad būtų iškirpti anglies ir kitų elementų izotopų santykiai.
* „Beagle 3“, pakeisiantis Britanijos prarastą erdvę „Beagle 2“, gali turėti patobulintą masės spektrometrą, galintį išmatuoti anglies izotopų santykį, tačiau projektas dar turi būti patvirtintas. Plaukiojantis laivas nepradėtų plaukti bent iki 2009 m.
Nuo šių paleidimo datų aišku, kad šio asmens, kuriam nereikia, prisiekusieji turi išlikti ilgus metus, kol bus paskelbti patikimi duomenys apie metano šaltinį Marse. Šiuo metu teisinga pasakyti, kad daugelis ekspertų gana rimtai vertina biogeninio šaltinio galimybę. Pavyzdžiui, Vladimiras Krasnopolskis, kuris vadovavo vienai iš grupių, kurios planetoje rado metano, sako: „Manau, kad bakterijos yra tikėtini Marso metano šaltiniai, greičiausiai šaltinis“. Tačiau jis tikisi, kad mikrobai bus rasta oazėse, „nes Marso sąlygos yra labai priešiškos gyvenimui. Manau, kad šios bakterijos gali egzistuoti kai kuriose vietose, kur šilta ir drėgna. “
Šis pastebėjimas rodo, kad norintiems rasti gyvybę Marse galima laimėti abipusiai, sako Timothy Kral iš Arkanzo universiteto, kuris augina metanogenus pragyvenimui. Jei, kaip rodo skaičiavimai, asteroidai ir kometos greičiausiai neša metaną į Marsą, tada požemyje turi gyventi metaną gaminantys organizmai arba yra vieta, kur ji yra pakankamai šilta, kad būtų galima sukurti abiogeninę medžiagą.
„Nors tai nėra tiesioginis gyvenimo požymis, tačiau tai rodo, kad vyksta atšilimas“, - sako Kral. Tokiomis sąlygomis „organizmams augti yra šilumos, energijos“.
Per pastaruosius metus daug kas pasikeitė. Kralis, kuris keliolika metų praleido augindamas metanogenus imituotoje Marso aplinkoje, sako: „Prieš praėjusius metus, kai žmonės paklausė, ar manau, kad Marse yra gyvybė, aš šypsočiausi. Nebūčiau šiame versle, jei nemanyčiau, kad tai įmanoma, tačiau jokių faktų apie jokį gyvenimą nebuvo. Tada staiga, praėjusiais metais, jie rado metaną atmosferoje, ir staiga turime realių mokslinių įrodymų, teigiančių, kad įmanoma “, jog Marsas yra antroji gyva planeta.
Originalus šaltinis: NASA Astrobiologija
