Mars. Bildekreditt: NASA Trykk for større bilde
Lager mikrober metan som er funnet på Mars, eller kommer hydrokarbongassen fra geologiske prosesser? Det er spørsmålet som alle ønsker å svare på, men ingen kan. Hva vil det til for å overbevise juryen?
Mange eksperter fortalte Astrobiology Magazine at den beste måten å bedømme om metan har biologisk opprinnelse er å se på forholdet mellom karbon-12 (C-12) og karbon-13 (C-13) i molekylene. Levende organismer tar fortrinnsvis opp de lettere C-12-isotoper når de monterer metan, og den kjemiske signaturen forblir til molekylet er ødelagt.
"Det kan være en måte å skille opprinnelsen til metan, enten biogen eller ikke, ved å bruke stabile isotopmålinger," sier Barbara Sherwood Lollar, isotopkjemiker ved University of Toronto.
Men isotopsignaler er subtile, best utført av nøyaktige spektrometre plassert på martianoverflaten i stedet for på en kretsende romfartøybane.
Og det er komplikasjoner. For det første kan et gjennomsnittlig martianmetan-nivå på 10 deler per milliard (ppb) være for svakt for nøyaktig isotopmåling, selv for et spektroskop plassert på Mars. Forholdet C-12 til C-13 av metan alene er ikke alltid bevis på liv. For eksempel viste ikke "Lost City" det hydrotermiske ventilasjonsfeltet i Atlanterhavet en klar isotopunderskrift, sier James Kasting, professor i jord- og mineralvitenskap ved Penn State University.
"Metanet er ikke så sterkt fraksjonert, men de tror fortsatt det kan være biologisk," sier Kasting. "I Lost City kan du ikke finne ut om det er biologisk eller ikke av isotopen. Hvordan skal vi finne ut av det på Mars? ”
Ved å utvide søket, svarer Sherwood Lollar. I stedet for bare å måle karbon, foreslår hun å måle hydrogenisotoper, fordi biologiske systemer også foretrekker hydrogen (H) fremfor det tyngre deuterium (2H).
En annen tilnærming ville se på de lengre, tyngre hydrokarboner - etan, propan og butan - som er relatert til metan, og som noen ganger vises med biogen eller abiogen metan. Sherwood Lollar oppdaget disse hydrokarboner mens han undersøkte abiogen metan fanget i porene i eldgamle bergarter i det kanadiske skjoldet, et stort forekomst av prekambrisk stollberg. "Når vannet blir fanget over veldig, veldig lange tidsperioder," sier hun, en abiogen reaksjon mellom vann og berg gjør metan, etan, propan og butan.
Hvis de lengre kjedede abiogene hydrokarboner noen gang blir oppdaget i den martiske atmosfæren, hvordan kan vi da skille dem fra lignende hydrokarboner som er nedbrytningsproduktene til kerogen, en rest av nedbrytende levende materiale? Svaret, Sherwood Lollar gjentar, ble funnet i isotopen. Abiogene hydrokarbonkjeder vil inneholde en høyere andel tyngre isotoper enn hydrokarbonkjedene avledet fra nedbrytningen av kerogen.
"Fremtidige oppdrag til Mars planlegger å se etter tilstedeværelsen av høyere hydrokarboner så vel som metan," sier Sherwood Lollar. "Hvis dette isotopmønsteret kan identifiseres i martian metan og etan for eksempel, kan denne typen informasjon bidra til å løse abiogen versus biogen opprinnelse."
Isotoper figurerer fremtredende i flere kommende romoppdrag som kan svekke den økende tørsten etter bevis på metanmysteriet:
* Phoenix-landeren, som er planlagt lansert i august 2007, skal til en isrik region nær Nordpolen, og "grave opp skitt og analysere skittet, sammen med isen," sier William Boynton ved University of Arizona, hvem som vil lede oppdraget. Landerens massespektrometer måler isotoper i metan fanget i jorden, hvis konsentrasjonen er tilstrekkelig. "Vi vil ikke kunne måle isotopforholdet [i atmosfæren], fordi det ikke vil være en høy nok konsentrasjon," sier Boynton.
* Mars Science Laboratory, som er planlagt lansert en gang mellom 2009 og 2011, er en 3000-kilos, sekshjuls rover fullpakket med vitenskapelige instrumenter. Det avstemningsbare laserspektrometer og massespektrometer-gass-kromatograf kan begge være i stand til å fertere ut isotopforhold mellom karbon og andre elementer.
* Beagle 3, en etterfølger av Storbritannias tapte i rommet Beagle 2, kan ha et forbedret massespektrometer som er i stand til å måle karbonisotopforhold, men prosjektet er ennå ikke godkjent. Håndverket skulle ikke lanseres før minst 2009.
Fra disse lanseringsdatoene er det klart at juryen om denne hvem-dun-it må forbli utsatt i mange år, til harde data om metankilden på Mars kan sendes i den vitenskapelige rettssalen. På dette tidspunktet er det rettferdig å si at mange ekspertvitner tar muligheten for en biogen kilde ganske alvorlig. For eksempel sier Vladimir Krasnopolsky, som ledet et av teamene som fant metan på planeten, "Bakterier, tror jeg, er sannsynlige kilder til metan på Mars, den mest sannsynlige kilden." Men han regner med at mikrober vil bli funnet i oaser, “fordi de martiske forholdene er veldig fiendtlige mot livet. Jeg tror at disse bakteriene kan eksistere noen steder der forholdene er varme og våte. ”
Den observasjonen peker på en mulig vinn-vinn-situasjon for de som vil finne liv på Mars, sier Timothy Kral fra University of Arkansas, som dyrker metanogener for å leve. Hvis det ikke er sannsynlig at asteroider og kometer leverer metan til Mars, som beregninger antyder, må enten metanfremførende organismer leve i undergrunnen, eller så er det et sted hvor det er varmt nok for abiogen generasjon.
"Selv om det ikke er en indikasjon på livet direkte, er det en indikasjon på at det er oppvarming," sier Kral. Under disse forholdene "er det varme, energi for organismer å vokse."
Mye har endret seg det siste året. Kral, som har brukt et dusin år på å dyrke metanogener i et simulert martisk miljø, sier: “Før i fjor, da folk spurte om jeg trodde det var liv på Mars, ville jeg fnise. Jeg ville ikke være i denne bransjen hvis jeg ikke trodde det var mulig, men det var ingen reelle bevis for noe liv. Så plutselig, i fjor, fant de metan i atmosfæren, og vi har plutselig et stykke ekte vitenskapelige bevis som sier at det er mulig ”at Mars er den andre levende planeten.
Opprinnelig kilde: NASA Astrobiology
