Frostede sørlige sletter tidlig på våren. Bildekreditt: MSSS / JPL / NASA Trykk for større bilde
Påvisningene av metan i den martiske atmosfæren har utfordret forskere til å finne en kilde for gassen, som vanligvis er assosiert med livet på jorden. En kilde som kan utelukkes er eldgamle historie: Metan kan bare overleve 600 år i martiansk atmosfære før sollys vil ødelegge den.
Hvis den globale konsentrasjonen av metan på Mars er 10 ppb, blir i gjennomsnitt 4 gram metan ødelagt hvert sekund av sollys. Det betyr at omtrent 126 tonn metan må produseres hvert år for å sikre en jevn konsentrasjon på 10 ppb.
Det er en sjanse for at metan blir levert til Mars av kometer, asteroider eller annet rusk fra verdensrommet. Beregninger viser at mikrometeoritter sannsynligvis bare vil levere 1 kilo metan i året - langt under 126-tonns erstatningsnivå. Kometer kan levere en enorm metan-snegle, men intervallet mellom store kometer påvirker gjennomsnitt 62 millioner år, så det er lite sannsynlig at noen komet leverte metan i løpet av de siste 600 årene.
Hvis vi kan utelukke levering av metan, må metan bli produsert på Mars. Men er kildebiologien, eller prosessene ikke tilknyttet livet?
En liten prosentandel av jordens metan er laget gjennom ikke-biologiske ("abiogene") interaksjoner mellom karbondioksid, varmt vann og visse bergarter. Kan dette forekomme på Mars? Kanskje, sier James Lyons fra Institute for Geophysics and Planetary Physics ved UCLA.
Disse reaksjonene krever bare stein, vann, karbon og varme, men på Mars, hvor vil varmen komme fra? Planetens overflate er steinkald, i gjennomsnitt minus 63 grader C. Vulkaner kan være en varmekilde. Geologer tror det siste utbruddet på Mars var minst 1 million år siden - nylig nok til å antyde at Mars fortsatt er aktiv, og derfor varmt dypt under overflaten.
En sildring av metan i gjennomsnitt 4 gram per sekund kan komme fra en slik geologisk hot spot. Men ethvert martian hot spot må være dypt og godt isolert fra overflaten, siden det termiske emisjonsbehandlingssystemet på Mars Odyssey fant ingen steder som er minst 15 grader varmere enn omgivelsene. Lyons mener imidlertid at det fortsatt er mulig at en dyp magma-kropp kan levere varmen.
I en datamaskinmodell av forenklet martiansk geologi skapte et avkjølende legeme av magma, 10 kilometer dypt, 1 kilometer bredt og 10 kilometer langt, 375 til 450 grader C-temperaturen som driver abiogen metanproduksjon ved kysten på havet. En slik kropp av varm rock, sier Lyons, "er helt fornuftig, det er ikke noe rart med det," fordi Mars sannsynligvis holder på litt varme fra planetarisk dannelse, omtrent som Jorden.
"Det oppmuntrer oss til å tenke at dette er et sannsynlig scenario for å forklare metan på Mars, og vi vil ikke se signaturen til den diken (kroppen av varm berg) på overflaten," sier Lyons. "Det er den vinkelen vi forfølger; det er den enkleste, mest direkte forklaringen på metan som er oppdaget. "
Selv om ingen kan utelukke abiogene kilder for metan på Mars, ser du vanligvis metanogener, gamle anaerobe mikrober som behandler karbon og hydrogen til metan, når du finner metan på jorden. Kan metanogener leve på Mars?
For å finne ut av dette, begynte Timothy Kral, førsteamanuensis i biologiske vitenskaper ved University of Arkansas, for 12 år siden å dyrke fem typer metanogener i vulkansk jord valgt for å simulere martian jord. Han har nå vist at metanogener kan overleve i årevis på den kornete, næringsfattige jorda, selv om de dyrkes under Mars-lignende forhold, med bare 2 prosent av jordens atmosfæretrykk, blir de uttørkede og blir sovende etter et par uker.
”Jorda har en tendens til å tørke ut, og vi har klart å finne levedyktige celler; de er fremdeles i live, men de produserer ikke metan lenger, sier Kral.
Metanogener trenger en jevn kilde til karbondioksid og hydrogen. Mens det er rikelig med karbondioksid på Mars, "er hydrogen et spørsmålstegn," sier Kral.
Vladimir Krasnopolsky, en forskerprofessor ved det katolske universitetet i Amerika i Washington D.C., oppdaget 15 deler per million molekylært hydrogen i atmosfæren til Mars. Det er mulig at dette hydrogenet rømmer fra en dyp kilde i martens indre som metanogener kan bruke.
Hvis metanogener er dypt inne i Mars, ville metangassen de produserer sakte stige mot overflaten. Etter hvert kunne den nå en trykk-temperatur-tilstand der den ville bli fanget i iskrystaller og danne metanhydrat.
"Hvis det var en biosfære under jorden, ville metanhydrat være en uunngåelig konsekvens, hvis ting oppfører seg som de gjør på jorden," sier Stephen Clifford fra Lunar and Planetary Institute i Houston, Texas.
Og det er en god fordel, legger Clifford til. Metanhydrater, "ville være et isolerende teppe som vil redusere tykkelsen på frossen mark på Mars betydelig, fra flere kilometer ved ekvator, til kanskje mindre enn en kilometer." Med andre ord, metanhydrat ville både lagre bevis på liv og isolere alt liv som var igjen fra de ekstremt kalde overflatetemperaturene.
Selv om data om forhold som ligger en kilometer under den martiske overflaten ikke eksisterer, forbedrer det voksende bildet av kompleksiteten, størrelsen og tilpasningsevnen til jordas underjordiske biosfære absolutt sjansen for at liv eksisterer i sammenlignbare forhold inne på Mars. Jordens underjordiske biosfære består stort sett av mikrober, hvorav noen lever i dyp, trykk og kjemiske forhold som en gang var tenkt ugjestmilde for livet.
Dypt inne i Mars kan det være et hardt krabbe sted å tjene til livets opphold, men metanogener er ingen wimps, sier Kral. “De er tøffe, holdbare. Det faktum at de har eksistert sannsynligvis siden begynnelsen av livet på jorden, og fortsetter å være den dominerende livsformen under overflaten og dypt i havene, betyr at de er overlevende, og de gjør det veldig bra. ”
Opprinnelig kilde: NASA Astrobiology
