Frostede sydlige sletter i det tidlige forår. Billedkredit: MSSS / JPL / NASA Klik for større billede
Påvisning af metan i den martiske atmosfære har udfordret forskere til at finde en kilde til gassen, som normalt er forbundet med livet på Jorden. En kilde, der kan udelukkes, er gammel historie: Metan kan kun overleve 600 år i den martiske atmosfære, før sollys ødelægger det.
Hvis den globale koncentration af metan på Mars er 10 ppb, ødelægges i gennemsnit 4 gram metan hvert sekund af sollys. Det betyder, at der skal produceres ca. 126 tons metan hvert år for at sikre en stabil koncentration på 10 ppb.
Der er en chance for, at metanen bliver leveret til Mars af kometer, asteroider eller andet affald fra rummet. Beregninger viser, at mikrometeoritter sandsynligvis kun leverer 1 kg metan om året - langt under 126 ton-erstatningsniveauet. Kometer kunne levere en enorm snegl af metan, men intervallet mellem større komet påvirker gennemsnit 62 millioner år, så det er usandsynligt, at nogen komet leverede metan inden for de sidste 600 år.
Hvis vi kan udelukke metanlevering, skal metanen fremstilles på Mars. Men er kildebiologien eller processerne ikke forbundet med livet?
En lille procentdel af Jordens metan er lavet gennem ikke-biologiske ("abiogene") interaktioner mellem kuldioxid, varmt vand og visse klipper. Kunne dette ske på Mars? Måske, siger James Lyons fra Institut for Geofysik og planetarisk fysik ved UCLA.
Disse reaktioner kræver kun sten, vand, kulstof og varme, men på Mars, hvor vil varmen komme fra? Planetens overflade er stenkold, i gennemsnit minus 63 grader C. Vulkaner kan være en varmekilde. Geologer tror, at den seneste udbrud på Mars var mindst 1 million år siden - nylig nok til at antyde, at Mars stadig er aktiv, og derfor varmt dybt under overfladen.
Et strejf af metan i gennemsnit 4 gram pr. Sekund kunne komme fra en sådan geologisk hotspot. Men ethvert martiansk hotspot skal være dybt og godt isoleret fra overfladen, da det termiske emissionsafbildningssystem på Mars Odyssey ikke fandt nogen steder, der er mindst 15 grader varmere end omgivelserne. Lyons mener dog, at det stadig er muligt, at et dybt magma-legeme kan levere varmen.
I en computermodel med forenklet martiansk geologi skabte et afkølende legeme af magma, 10 kilometer dybt, 1 kilometer bredt og 10 kilometer langt, 375 til 450 grader C-temperaturen, der driver abiogen metanproduktion ved midthavsryge på Jorden. En sådan krop af varm rock, siger Lyons, ”er helt fornuftig, der er ikke noget mærkeligt ved det,” fordi Mars sandsynligvis holder noget varme fra planetarisk dannelse, ligesom Jorden.
”Det opmuntrer os til at tro, at dette er et plausibelt scenario til at forklare metan på Mars, og vi ville ikke se underskriften på denne diget (krop af varm sten) på overfladen,” siger Lyons. ”Det er den vinkel, vi forfølger; det er den enkleste, mest direkte forklaring på detekterede metan. ”
Selvom ingen kan udelukke abiogene kilder til metan på Mars, når du finder metan på Jorden, ser du normalt arbejde med methanogener, gamle anaerobe mikrober, der behandler kulstof og brint til methan. Kunne methanogener leve på Mars?
For at finde ud af det begyndte Timothy Kral, lektor i biologiske videnskaber ved University of Arkansas, for 12 år siden at dyrke fem typer methanogener i vulkansk jord valgt til at simulere martianjord. Han har nu vist, at methanogener kan overleve i årevis på den granulære jord med lav næringsstof, selvom de dyrkes under Mars-lignende forhold, ved kun 2 procent af Jordens atmosfæriske tryk, de tørres og går i dvale efter et par uger.
”Jorden har en tendens til at tørre ud, og vi har været i stand til at finde levedygtige celler; de lever stadig, men de producerer ikke metan mere, ”siger Kral.
Methanogener har brug for en stabil kilde til kuldioxid og brint. Mens kuldioxid er rigeligt på Mars, “brint er et spørgsmålstegn,” siger Kral.
Vladimir Krasnopolsky, en forskerprofessor ved det katolske universitet i Amerika i Washington D.C., opdagede 15 dele pr. Million molekylært brint i Mars 'atmosfære. Det er muligt, at dette brint undslipper fra en dyb kilde i martens indre, som methanogener kunne bruge.
Hvis methanogener er dybt inde i Mars, ville metangassen, de producerer, langsomt stige mod overfladen. Til sidst kunne det nå en tryk-temperatur-tilstand, hvor det ville blive fanget i iskrystaller og danne methanhydrat.
"Hvis der var en biosfære under jordoverfladen, ville methanhydrat være en uundgåelig konsekvens, hvis tingene opfører sig, som de gør på Jorden," siger Stephen Clifford fra Lunar and Planetary Institute i Houston, Texas.
Og der er en fordel, tilføjer Clifford. Methanhydrater, "ville være et isolerende tæppe, der i væsentlig grad ville reducere tykkelsen på frossent grund på Mars, fra flere kilometer ved ækvator til måske mindre end en kilometer." Med andre ord, methanhydrat ville både gemme bevis for liv og isolere ethvert liv, der blev tilbage fra de ultrakolde overfladetemperaturer.
Selvom data om forhold en kilometer eller deromkring under den martiske overflade ikke findes, forbedrer det voksende billede af kompleksiteten, størrelsen og tilpasningsevnen af Jordens underjordiske biosfære bestemt chancen for, at der findes liv i sammenlignelige forhold inde i Mars. Jordens underjordiske biosfære er stort set sammensat af mikrober, hvoraf nogle lever i dybder, tryk og kemiske forhold, når de først var tænkt uundværlige for livet.
Dybt inde i Mars er muligvis et hårdt krabbe sted at tjene til livets ophold, men methanogener er ingen wimps, siger Kral. ”De er hårde, holdbare. Det faktum, at de sandsynligvis har eksisteret siden begyndelsen af livet på Jorden og fortsat er den dominerende livsform under overfladen og dybt i verdenshavene, betyder, at de er overlevende, de klarer sig ekstremt godt. ”
Original kilde: NASA Astrobiology
