Tirsdag 16. desember 2014 kunngjorde forskere fra NASA som deltok på American Geophysical Union Fall Meeting i San Francisco påvisning av organiske forbindelser på Mars. Kunngjøringen representerer oppdagelsen av den manglende “ingrediensen” som er nødvendig for eksistensen - fortid eller nåtid - av livet på Mars.
Det ekstraordinære kravet krevde ekstraordinære bevis - den berømte påstanden fra Dr. Carl Sagan. Forskerne, medlemmer av Mars Science Lab - Curiosity Rover - oppdraget, jobbet over en periode på 20 måneder for å prøve og analysere Martian atmosfæriske og overflateprøver for å komme frem til deres konklusjoner. Kunngjøringen stammer fra to separate deteksjoner av organiske stoffer: 1) ti ganger pigger i atmosfæriske metanivåer, og 2) borprøver fra en stein kalt Cumberland som inkluderer komplekse organiske forbindelser.
Metan, av de enkleste organiske forbindelser, ble påvist ved bruk av prøveanalyse på Mars-instrumentet (SAM). Dette er et av to kompakte laboratorieinstrumenter som er innebygd i den kompakte bilstørreren, Curiosity. Veldig kort tid etter landing på Mars begynte forskerne å bruke SAM til periodisk å måle det kjemiske innholdet i den Martiske atmosfæren. Over mange prøver var metanivået veldig lavt, ~ 0,9 deler per milliard. Det endret seg imidlertid plutselig, og som forskere uttalte på pressekonferansen, var det et "wow" -øyeblikk som gjorde dem overrasket. Det ble påvist korte daglige pigger i metanivåer i gjennomsnitt 7 deler per milliard.
Det er påstått påvisning av metan på Mars i flere tiår, men mer nylig, i 2003 og 2004, oppdaget uavhengige forskerteam som brukte sensitive spektrometre på jorden metan i atmosfæren til Mars. En gruppe ledet av Vladimir Krasnopolsky fra det katolske universitetet, og en annen ledet av Dr. Michael Mumma fra NASA Goddard Space Flight Center, oppdaget brede regionale og tidsmessige nivåer av metan så høye som 30 deler per milliard. Disse kunngjøringene møtte betydelig skepsis fra det vitenskapelige samfunnet. Og de første atmosfæriske målingene fra Curiosity var negative. Ingen av gruppene støttet imidlertid kravene sine.
Den plutselige påvisningen av ti ganger pigger i metanivå i Gale-krateret stemmer ikke overens med de tidligere fjernmålingene fra Jorden. De høysesongbaserte konsentrasjonene var i regioner som ikke inkluderer Gale Crater, og det er fortsatt mulig at nysgjerrighetsmålingene er av samme art, men på grunn av en mindre aktiv prosess enn det som finnes i regionene identifisert av Dr. Mummas team.
NASA-forskerne ved AGU ledet av MSL-prosjektforsker Dr. John Grotzinger understreket at de ennå ikke vet hvordan metan blir generert. Prosessen kan være biologisk eller ikke. Det er abiotiske kjemiske prosesser som kan produsere metan. Imidlertid var MSL SAM-deteksjonene daglige pigger og representerer en aktiv reell pågående prosess på den røde planeten. Dette alene er et veldig spennende aspekt ved oppdagelsen.
Teamet presenterte lysbilder for å beskrive hvordan metan kunne genereres. Med de kjente lave bakgrunnsnivåene av metan på ~ 1 del per milliard, kan en utvendig kosmisk kilde, for eksempel mikro-meteoroider som kommer inn i atmosfæren og slipper organiske stoffer som deretter reduseres av sollys til metan, kunne utelukkes. Metankilden må være av lokal opprinnelse.
Forskerne illustrerte to produksjonsmidler. I begge tilfeller er det noe daglig - eller i det minste periodisk - aktivitet som frigjør metan fra undergrunnen til Mars. Kilden kan være biologisk som akkumuleres i underjordiske bergarter og deretter plutselig frigjøres. Eller en abiotisk kjemi, for eksempel en reaksjon mellom mineralolivin og vann, kan være generatoren.
Lagringsmekanismen under overflaten til metan som er foreslått og illustrert, kalles clathrate-lagring. Clathrate-lagring innebærer gitterforbindelser som kan fange opp molekyler som metan som deretter kan frigjøres ved fysiske endringer i clathrate, for eksempel solvarme eller mekaniske påkjenninger. Gjennom pressespørsmål og svar uttalte NASA-forskerne at slike klatrater kunne bevares i millioner og milliarder av år under jorden.
Den andre oppdagelsen av organiske stoffer involverte mer komplekse forbindelser i overflatematerialer. Siden ankomsten til Mars har Curiosity benyttet seg av et boreverktøy for å undersøke det indre av bergarter. Grotzinger la vekt på hvordan materiale umiddelbart på overflaten av Mars har opplevd effekten av stråling og den allestedsnærværende jordforbindelsen perkloratreduserende og ødeleggende organiske stoffer både nå og over millioner av år. Oppdagelsen av ingen organiske stoffer i løst og eksponert overflatemateriale hadde ikke redusert NASA-forskernes håp om å oppdage organiske stoffer i bergene på Mars.
Boring ble utført på flere utvalgte bergarter, og det var til slutt en gjørmeberg kalt Cumberland som avslørte tilstedeværelsen av organiske forbindelser som var mer kompliserte enn enkel metan. Forskerne understreket at nøyaktig hva disse organiske forbindelsene er, fortsatt er et mysterium på grunn av den forvirrende tilstedeværelsen av det aktive kjemiske perkloratet som raskt kan nedbryte organiske stoffer til enklere former.
Oppdagelsen av organiske stoffer i gjørmetresten Cumberland krevde boreverktøyet og også øse på den mangefasetterte robotarmen for å levere prøven til SAM-laboratoriet for analyse. For å oppdage metan har SAM en inntaksventil for å motta atmosfæriske prøver.
Dr. Grotzinger beskrev hvordan Cumberland ble valgt som prøvekilde. Bergarten kalles en gjørmestein som har gjennomgått en prosess som kalles digenese - metamorfosen til sediment til berg. Grotzinger la vekt på at væsker vil bevege seg gjennom slik bergart under digenese og at perklorat kan ødelegge organiske stoffer i prosessen. Slik kan være tilfelle for mange metamorfe bergarter på Marsoverflaten. Forskerpanelet viste en sammenligning mellom bergprøver målt med SAM. Spesielt to - fra rocken “John Klein” og Cumberland-rocken - ble sammenlignet. Førstnevnte viste ingen organiske stoffer i tillegg til andre bergarter som ble tatt prøver av; men Cumberlands drillprøve fra sitt indre avslørte organiske stoffer.
Analysen av arbeidet var omhyggelig - og kom tilbake til Sagan-uttalelsen. Viktigheten av å oppdage organiske stoffer på Mars kunne ikke undervurderes av forskerpanelet, og Grotzinger kalte disse to funnene som den varige arven fra Mars Curiosity Rover. Videre uttalte han at funn- og analysemetodene vil gå langt for å veilede valg av instrumenter og bruken av dem under Mars 2020-roveroppdraget.
Oppdagelsen av organiske stoffer fullfører det nødvendige settet med "ingredienser" for tidligere eller nåværende liv på Mars: 1) en energikilde, 2) vann og 3) organiske stoffer. Dette er de grunnleggende kravene for livets eksistens slik vi kjenner det. Søket etter liv på Mars er fortsatt bare begynt, og de nye funnene om organiske stoffer er fremdeles ikke et tydelig tegn på at livet eksisterte eller er til stede i dag. Likevel la Dr. Jim Green, som introduserte forskerpanelet, og Dr. Grotzinger begge vekt på omfanget av disse funnene og hvordan de er bundet i målene til NASA Mars-programmet - spesielt nå med vekt på å sende mennesker til Mars. For Mars Curiosity-roveren fortsetter reisen oppover bakkene på Mount Sharp, og nå med større alvor og et fortsatt søk etter bergarter som ligner på Cumberland.
referanser:
