Mars. Obrazový kredit: NASA Kliknite pre zväčšenie
Vyrábajú mikróby metán, ktorý sa nachádza na Marse, alebo pochádza uhľovodíkový plyn z geologických procesov? Je to otázka, na ktorú každý chce odpovedať, ale nikto nemôže. Čo bude potrebné, aby sa porota presvedčila?
Mnoho expertov uviedlo časopisu Astrobiology Magazine, že najlepším spôsobom, ako posúdiť, či metán má biologický pôvod, je pozrieť sa na pomer uhlíka-12 (C-12) k uhlíku-13 (C-13) v molekulách. Živé organizmy prednostne prijímajú ľahšie izotopy C-12, keď zhromažďujú metán, a chemický podpis zostáva, až kým sa molekula nezničí.
„Môže existovať spôsob, ako rozlíšiť pôvod metánu, či už biogénneho alebo nie, pomocou stabilných meraní izotopov,“ hovorí Barbara Sherwood Lollar, izotopová chemik na University of Toronto.
Izotopové signály sú však jemné, najlepšie sa dajú dosiahnuť pomocou presných spektrometrov umiestnených skôr na marťanskom povrchu ako na obežnej dráhe kozmickej lode.
A sú tu komplikácie. Na jednej strane môže byť priemerná hladina metánu v marci 10 dielov na miliardu (ppb) príliš slabá na presné meranie izotopov, dokonca aj v prípade spektroskopu umiestneného na Marse. Tiež pomer C-12 k C-13 samotného metánu nie je vždy dôkazom života. Napríklad hydrotermálne odvetrávacie pole „Lost City“ v Atlantickom oceáne nepreukázalo jasný izotopový podpis, hovorí James Kasting, profesor zemskej a minerálnej vedy na Penn State University.
„Metán nie je tak silne frakcionovaný, ale stále si myslia, že by to mohlo byť biologické,“ hovorí Kasting. „V meste Lost City nemôžete zistiť, či je izotopmi biologický alebo nie. Ako to zistíme na Marse? “
Rozšírením hľadania reaguje Sherwood Lollar. Namiesto merania iba uhlíka navrhuje meranie izotopov vodíka, pretože biologické systémy tiež uprednostňujú vodík (H) pred ťažším deutériom (2H).
Druhý prístup by sa zameral na dlhšie, ťažšie uhľovodíky - etán, propán a bután -, ktoré súvisia s metánom a ktoré sa niekedy vyskytujú s biogénnym alebo abiogénnym metánom. Sherwood Lollar tieto uhľovodíky detegoval pri skúmaní abiogénneho metánu uviaznutého v póroch v starovekých horninách v kanadskom štíte, veľkom ložisku prekambrickej vyvrelej horniny. "Keď sa voda zachytí počas veľmi, veľmi dlhých časových období," hovorí, abiogénna reakcia medzi vodou a horninami vedie k metánu, etánu, propánu a butánu.
Ak sa niekedy v martiánskej atmosfére zistia abiogénne uhľovodíky s dlhším reťazcom, ako by sme ich mohli odlíšiť od podobných uhľovodíkov, ktoré sú rozkladnými produktmi kerogénu, čo je zvyšok rozkladu živej hmoty? Odpoveď, Sherwood Lollar sa opakuje, sa dá nájsť v izotopoch. Abiogénne uhľovodíkové reťazce by obsahovali vyšší podiel ťažších izotopov ako uhľovodíkové reťazce pochádzajúce z rozkladu kerogénu.
"Budúce misie na Mars plánujú hľadať prítomnosť vyšších uhľovodíkov ako aj metánu," hovorí Sherwood Lollar. „Ak je tento izotopový vzor identifikovateľný napríklad v marťanskom metáne a etáne, potom by tento druh informácií mohol pomôcť vyriešiť abiogénny verzus biogénny pôvod.“
Izotopy sa vyznačujú významnou mierou v niekoľkých nadchádzajúcich vesmírnych misiách, ktoré by mohli zničiť rastúci smäd po dôkazoch o metánovom tajomstve:
* Pristátie lode Phoenix, ktoré sa má uviesť na trh v auguste 2007, pôjde do oblasti bohatej na ľad v blízkosti severného pólu a „vykopie nečistoty a zanalyzuje ich spolu s ľadom,“ hovorí William Boynton z University of Arizona, kto bude riadiť misiu. Landerov hmotnostný spektrometer meria izotopy v akomkoľvek metáne zachytenom v pôde, ak je koncentrácia dostatočná. "Nebudeme schopní zmerať pomer izotopov [v atmosfére], pretože to nebude dostatočne vysoká koncentrácia," hovorí Boynton.
* Vedecké laboratórium spoločnosti Mars Science Laboratory, ktoré sa má uviesť na trh niekedy v rokoch 2009 až 2011, je roveradlo s hmotnosťou 3 000 kilogramov, ktoré je vybavené vedeckými prístrojmi. Laditeľný laserový spektrometer a hmotnostný spektrometer-plynový chromatograf môžu byť schopné fretovať izotopové pomery uhlíka a ďalších prvkov.
* Beagle 3, nástupca strateného britského Beagle 2 v Británii, môže niesť vylepšený hmotnostný spektrometer schopný merať pomery izotopov uhlíka, ale projekt sa ešte musí schváliť. Plavidlo by sa nemalo spustiť skôr ako v roku 2009.
Od týchto dátumov uvedenia na trh je jasné, že porota na tom, kto-dun-it, musí zostať roky maskovaná, až kým nebude možné vo vedeckej súdnej sieni preniesť tvrdé údaje o zdroji metánu na Marse. V tomto okamihu je spravodlivé tvrdiť, že mnohí znalci berú možnosť biogénneho zdroja dosť vážne. Napríklad Vladimír Krasnopolský, ktorý viedol jeden z tímov, ktoré našli metán na planéte, hovorí: „Baktérie sú podľa môjho názoru pravdepodobným zdrojom metánu na Marse, najpravdepodobnejší zdroj.“ Očakáva však, že mikróby sa nachádzajú v oázach, „pretože marťanské podmienky sú pre život veľmi nepriateľské. Myslím si, že tieto baktérie môžu existovať na niektorých miestach, kde sú podmienky teplé a mokré. “
Toto pozorovanie poukazuje na možnú obojstranne výhodnú situáciu pre tých, ktorí chcú nájsť život na Marse, hovorí Timothy Kral z University of Arkansas, ktorý pestuje metanogény na živobytie. Ak podľa výpočtov asteroidy a kométy pravdepodobne neprenášajú metán na Mars, potom musia buď v metre žiť organizmy produkujúce metán, alebo je miesto, kde je dosť teplo na generovanie abiogénov.
„Aj keď to nie je priamym náznakom života, naznačuje to, že dochádza k otepľovaniu,“ hovorí Kral. V týchto podmienkach „existuje teplo, energia pre organizmy.“
Za posledný rok sa veľa zmenilo. Kral, ktorý strávil tucet rokov pestovaním metanogénov v simulovanom marťanskom prostredí, hovorí: „Pred minulým rokom, keď sa ľudia pýtali, či si myslím, že na Marse existuje život, by som sa chichotal. Nebol by som v tomto odbore, keby som si nemyslel, že je to možné, ale neexistoval žiadny skutočný dôkaz o žiadnom živote. Potom, naraz, minulý rok našli metán v atmosfére a zrazu máme kus skutočných vedeckých dôkazov, ktoré hovoria, že je možné “že Mars je druhá živá planéta.
Pôvodný zdroj: NASA Astrobiology
