Марс. Кредит зображення: NASA Натисніть, щоб збільшити
Мікроби виробляють метан, який був знайдений на Марсі, чи вуглеводневий газ походить від геологічних процесів? Це питання, на яке всі хочуть відповісти, але ніхто не може. Що потрібно, щоб переконати журі?
Багато експертів розповіли журналу Astrobiology, що найкращий спосіб судити про те, чи має метан біологічне походження - це переглянути співвідношення вуглецю-12 (С-12) до вуглецю-13 (С-13) у молекулах. Живі організми переважно використовують більш легкі ізотопи С-12, коли вони збирають метан, і ця хімічна ознака залишається, поки молекула не буде знищена.
"Можливо, можна визначити походження метану, біогенного чи ні, за допомогою стабільних вимірювань ізотопів", - каже Барбара Шервуд Лоллар, хімік-ізотоп з університету Торонто.
Але ізотопні сигнали тонкі, найкраще виконані точними спектрометрами, розміщеними на поверхні Марса, а не на орбіті космічного корабля.
І є ускладнення. З одного боку, середній марсіанський рівень метану в 10 частин на мільярд (ppb) може бути занадто слабким для точного вимірювання ізотопів, навіть для спектроскопа, розміщеного на Марсі. Також співвідношення метану С-12 до С-13 не завжди є доказом життя. Наприклад, гідротермальне витяжне поле «Атлантичне місто» в Атлантичному океані не показало чіткого підпису ізотопів, говорить Джеймс Кастінг, професор землекористування та науки про мінерали в Пеннському державному університеті.
"Метан не настільки сильно фракціонований, але вони все ще вважають, що це може бути біологічним", - каже Кастінг. "У Lost City ви не можете зрозуміти, біологічний він чи ні, за ізотопами. Як ми будемо це розбирати на Марсі? "
Розширюючи пошук, відповідає Шервуд Лоллар. Замість вимірювання лише вуглецю вона пропонує вимірювати ізотопи водню, оскільки біологічні системи також віддають перевагу водню (Н) важчому дейтерію (2Н).
Другий підхід стосується більш довгих, важких вуглеводнів - етану, пропану та бутану - які пов'язані з метаном, які іноді з'являються з біогенним або абіогенним метаном. Шервуд Лоллар виявив ці вуглеводні під час дослідження абіогенного метану, що потрапив у пори стародавніх порід Канадського щита, великого родовища магнітної скелі докембрії. "Коли вода потрапляє в пастку протягом дуже-дуже тривалих періодів часу", - каже вона, абіогенна реакція між водою та гірською породою робить метан, етан, пропан та бутан.
Якщо абіогенні вуглеводні з довгими ланцюгами коли-небудь виявляються в марсіанській атмосфері, то як би ми могли відрізнити їх від подібних вуглеводнів, які є продуктами розпаду керогену, залишком розкладається живої речовини? Відповідь, повторює Шервуд Лоллар, можна знайти в ізотопах. Абіогенні вуглеводневі ланцюги містили б більшу частку важчих ізотопів, ніж вуглеводневі ланцюги, отримані в результаті розпаду керогену.
"Майбутні місії на Марс планують шукати наявність вищих вуглеводнів, а також метану", - говорить Шервуд Лоллар. "Якщо ця ізотопна закономірність може бути ідентифікована, наприклад, у марсіанському метані та етані, то такий тип інформації може допомогти вирішити абіогенні та біогенні походження".
Ізотопи помітно помітні в кількох майбутніх космічних місіях, які можуть подавити зростаючу спрагу свідчень про таємницю метану:
* Наземний десант Phoenix, запланований до запуску в серпні 2007 року, вирушить до багатого льодом регіону поблизу Північного полюса і "викопає бруд та проаналізує бруд разом із льодом", - каже Вільям Бойтон з університету Арізони хто керуватиме місією. Масовий спектрометр посадки вимірює ізотопи у будь-якому метані, що потрапив у ґрунт, якщо концентрація достатня. "Ми не зможемо виміряти коефіцієнт ізотопів [в атмосфері], оскільки це буде недостатньо висока концентрація", - говорить Бойтон.
* Наукова лабораторія Mars, запланована до запуску в період між 2009 і 2011 роками, - це шестиколісний ровер на 3000 кілограмів, укомплектований науковими інструментами. Налаштований лазерний спектрометр і мас-спектрометр-газовий хроматограф можуть бути здатні випромінювати ізотопні співвідношення вуглецю та інших елементів.
* Бігль 3, наступник британського загубленого в просторі Бігль-2, може мати вдосконалений мас-спектрометр, здатний вимірювати співвідношення ізотопів вуглецю, але проект ще не затверджений. Ремесло було запущено щонайменше до 2009 року.
З цих дат запуску зрозуміло, що присяжні щодо цього, хто буде мати, повинні залишатись довгі роки, поки важкі дані про джерело метану на Марсі не зможуть оприлюднити в науковій залі суду. На даний момент справедливо сказати, що багато свідків ставляться до можливості отримання біогенного джерела досить серйозно. Наприклад, Володимир Краснопольський, який керував однією з команд, які виявили метан на планеті, каже: "Бактерії, я думаю, є правдоподібними джерелами метану на Марсі, найімовірнішим джерелом". Але він очікує, що мікроби будуть виявлені в оазисах, «оскільки марсіанські умови дуже ворожі до життя. Я думаю, що ці бактерії можуть існувати в деяких місцях, де умови теплі та вологі ».
Це спостереження вказує на можливу безпрограшну ситуацію для тих, хто хоче знайти життя на Марсі, говорить Тімоті Крал з Університету Арканзасу, який вирощує метаногени для життя. Якщо, за підрахунками підрахунків, астероїди та комети, ймовірно, не доставлять метан на Марс, то або організми, що виробляють метан, повинні жити в надповерхні, або є місце, де воно досить тепле для абіогенного покоління.
"Хоча це не вказівка на життя безпосередньо, це ознака того, що відбувається потепління", - говорить Крал. У тих умовах "існує організм тепла, енергії для зростання".
За минулий рік багато що змінилося. Крал, який десяток років вирощував метаногени в імітаційному марсіанській обстановці, каже: «До минулого року, коли люди запитували, чи думав я, що на Марсі є життя, я б хихикнув. Я б не займався цією справою, якби я не вважав, що це можливо, але реальних доказів для жодного життя не було. Потім раптом минулого року вони виявили метан в атмосфері, і ми раптом маємо частину реальних наукових доказів, що це можливо », що Марс - друга жива планета.
Оригінальне джерело: NASA Astrobiology
