Mars. Billedkredit: NASA Klik for større billede
Fremstiller mikrober den metan, der er fundet på Mars, eller kommer kulbrintegassen fra geologiske processer? Det er det spørgsmål, som alle ønsker at besvare, men ingen kan. Hvad skal der til for at overbevise juryen?
Mange eksperter fortalte Astrobiology Magazine, at den bedste måde at bedømme, om metan har en biologisk oprindelse, er at se på forholdet mellem carbon-12 (C-12) og carbon-13 (C-13) i molekylerne. Levende organismer optager fortrinsvis de lettere C-12-isotoper, når de samles methan, og den kemiske signatur forbliver, indtil molekylet er ødelagt.
”Der kan være en måde at skelne oprindelsen af metan på, uanset om biogen eller ej, ved at bruge stabile isotopmålinger,” siger Barbara Sherwood Lollar, en isotopkemiker ved University of Toronto.
Men isotopsignaler er subtile, bedst udføres af nøjagtige spektrometre placeret på martianoverfladen snarere end på en kredsende rumfartøjsbane.
Og der er komplikationer. For det første kan et gennemsnit af Martins metaniveau på 10 dele pr. Milliard (ppb) være for svagt til nøjagtig isotopmåling, selv for et spektroskop placeret på Mars. C-12 til C-13-forholdet mellem methan alene er ikke altid bevis på liv. F.eks. Viste ”Lost City” den hydrotermiske udluftningsfelt i Atlanterhavet ikke en klar isotopunderskrift, siger James Kasting, professor i jord- og mineralvidenskab ved Penn State University.
”Metanen er ikke så stærkt fraktioneret, men de tror stadig, det kan være biologisk,” siger Kasting. ”I Lost City kan du ikke finde ud af, om det er biologisk eller ikke ved isotoper. Hvordan skal vi finde ud af det på Mars? ”
Ved at udvide søgningen, svarer Sherwood Lollar. I stedet for kun at måle kulstof foreslår hun at måle brintisotoper, fordi biologiske systemer også foretrækker brint (H) frem for det tungere deuterium (2H).
En anden tilgang ville se på de længere, tungere kulbrinter - etan, propan og butan - der er relateret til metan, og som undertiden vises med biogen eller abiogen methan. Sherwood Lollar opdagede disse kulbrinter, mens de undersøgte abiogen methan fanget i porer i gamle klipper i det canadiske skjold, en stor deponering af prækambisk stollende sten. ”Når vandet bliver fanget over meget, meget lange tidsperioder,” siger hun, en abiogen reaktion mellem vand og sten gør methan, ethan, propan og butan.
Hvis de længere kædede abiogene carbonhydrider nogensinde påvises i den martiske atmosfære, hvordan kan vi da adskille dem fra lignende carbonhydrider, der er nedbrydningsprodukterne fra kerogen, en rest af nedbrydende levende stof? Svaret, Sherwood Lollar gentager, kunne findes i isotoper. Abiogene carbonhydridkæder vil indeholde en højere andel af tyngre isotoper end carbonhydridkæderne afledt af nedbrydningen af kerogen.
"Fremtidige missioner til Mars planlægger at se efter tilstedeværelsen af højere kulbrinter samt metan," siger Sherwood Lollar. "Hvis dette isotopmønster f.eks. Kan identificeres i martian methan og ethan, kan denne type information hjælpe med at løse abiogen versus biogen oprindelse."
Isotoper figurerer fremtrædende i adskillige kommende rumopgaver, der kan dæmpe den voksende tørst efter bevis for metanmysteriet:
* Phoenix-landeren, der er planlagt til lancering i august 2007, skal til en isrig region nær Nordpolen og "grave snavs og analysere snavs sammen med isen," siger William Boynton fra University of Arizona, der vil lede mission. Landerens massespektrometer måler isotoper i enhver metan, der er fanget i jorden, hvis koncentrationen er tilstrækkelig. ”Vi vil ikke være i stand til at måle isotopforholdet [i atmosfæren], fordi det ikke vil være en høj nok koncentration,” siger Boynton.
* Mars Science Laboratory, der er planlagt til start længe mellem 2009 og 2011, er en 3.000 kilo, seks-hjulet rover pakket med videnskabelige instrumenter. Det indstillelige laserspektrometer og massespektrometer-gaskromatograf kan begge være i stand til at friste ud isotopforhold mellem kulstof og andre elementer.
* Beagle 3, en efterfølger af Storbritanniens tabte i rummet Beagle 2, kan have et forbedret massespektrometer, der er i stand til at måle kulstofisotopforhold, men projektet er endnu ikke godkendt. Fartøjet startede først i 2009.
Fra disse lanceringsdatoer er det klart, at juryen om denne hvem-dun-it skal forblive bundfæstet i årevis, indtil hårde data om kilden til metan på Mars kan sendes i den videnskabelige retssal. På dette tidspunkt er det rimeligt at sige, at mange ekspertvitner tager muligheden for en biogen kilde temmelig alvorligt. F.eks. Siger Vladimir Krasnopolsky, der ledede et af holdene, der fandt metan på planeten, "Bakterier, tror jeg, er sandsynlige kilder til metan på Mars, den mest sandsynlige kilde." Men han forventer, at mikroberne findes i oaser, “fordi de martiske forhold er meget fjendtlige overfor livet. Jeg tror, at disse bakterier kan eksistere nogle steder, hvor forholdene er varme og våde. ”
Denne iagttagelse peger på en mulig win-win-situation for dem, der ønsker at finde liv på Mars, siger Timothy Kral fra University of Arkansas, der dyrker metanogener til en leve. Hvis det ikke er sandsynligt, at asteroider og kometer leverer metan til Mars, som beregninger antyder, skal enten metanfremstillende organismer bo i undergrunden, eller er der et sted, hvor det er varmt nok til abiogen generation.
”Selvom det ikke er en indikation af livet direkte, er det en indikation af, at der er opvarmning,” siger Kral. Under disse forhold "er der varme, energi til organismer at vokse."
Meget har ændret sig i det forløbne år. Kral, der har brugt et dusin år på at dyrke methanogener i et simuleret martiansk miljø, siger: ”Før sidste år, da folk spurgte, om jeg troede, at der var liv på Mars, ville jeg fnise. Jeg ville ikke være i denne branche, hvis jeg ikke troede, det var muligt, men der var ingen reelle bevis for noget liv. Så pludselig sidste år fandt de metan i atmosfæren, og vi har pludselig et stykke rigtigt videnskabeligt bevis, der siger, at det er muligt ”, at Mars er den anden levende planet.
Original kilde: NASA Astrobiology
