Την Τρίτη, 16 Δεκεμβρίου 2014, επιστήμονες της NASA που συμμετείχαν στην Αμερικανική Φθινοπωρινή Συνάντηση της Γεωφυσικής Ένωσης στο Σαν Φρανσίσκο ανακοίνωσαν τον εντοπισμό οργανικών ενώσεων στον Άρη. Η ανακοίνωση αντιπροσωπεύει την ανακάλυψη του «συστατικού» που λείπει που είναι απαραίτητο για την ύπαρξη - παρελθόντος ή παρόντος - ζωής στον Άρη.
Πράγματι, ο έκτακτος ισχυρισμός απαιτούσε εξαιρετικές αποδείξεις - τον περίφημο ισχυρισμό του Δρ Carl Sagan. Οι επιστήμονες, μέλη του Mars Science Lab - Curiosity Rover - αποστολή, εργάστηκαν για μια περίοδο 20 μηνών για τη δειγματοληψία και την ανάλυση δειγμάτων ατμοσφαιρικής και επιφανείας του Άρη για να καταλήξουν στα συμπεράσματά τους. Η ανακοίνωση προέρχεται από δύο ξεχωριστές ανιχνεύσεις οργανικών: 1) δέκα φορές αιχμές στα επίπεδα του Μεθανίου στην ατμόσφαιρα και 2) δείγματα τρυπανιών από ένα βράχο που ονομάζεται Cumberland, το οποίο περιελάμβανε πολύπλοκες οργανικές ενώσεις.
Το μεθάνιο, από τις απλούστερες οργανικές ενώσεις, ανιχνεύτηκε χρησιμοποιώντας το δείγμα ανάλυσης στο όργανο Mars (SAM). Αυτό είναι ένα από τα δύο συμπαγή εργαστηριακά όργανα που είναι ενσωματωμένα μέσα στο συμπαγές αυτοκίνητο, το Curiosity. Πολύ σύντομα μετά την προσγείωση στον Άρη, οι επιστήμονες άρχισαν να χρησιμοποιούν το SAM για να μετρούν περιοδικά το χημικό περιεχόμενο της αττικής ατμόσφαιρας. Σε πολλά δείγματα, το επίπεδο του Μεθανίου ήταν πολύ χαμηλό, ~ 0,9 μέρη ανά δισεκατομμύριο. Ωστόσο, αυτό ξαφνικά άλλαξε και, όπως δήλωσαν οι επιστήμονες στη συνέντευξη τύπου, ήταν μια στιγμή «wow» που τους έκανε να ξαφνιάσουν. Εντοπίστηκαν σύντομες ημερήσιες αυξήσεις στα επίπεδα του Μεθανίου κατά μέσο όρο 7 μέρη ανά δισεκατομμύριο.
Η ανίχνευση μεθανίου στον Άρη διεκδικείται εδώ και δεκαετίες, αλλά πιο πρόσφατα, το 2003 και το 2004, ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες που χρησιμοποίησαν ευαίσθητα φασματόμετρα στη Γη ανίχνευσαν μεθάνιο στην ατμόσφαιρα του Άρη. Μια ομάδα με επικεφαλής τον Vladimir Krasnopolsky του Καθολικού Πανεπιστημίου και μια άλλη με επικεφαλής τον Dr. Michael Mumma από το NASA Goddard Space Flight Center, εντόπισε ευρεία περιφερειακά και χρονικά επίπεδα του Μεθανίου έως και 30 μέρη ανά δισεκατομμύριο. Αυτές οι ανακοινώσεις συναντήθηκαν με μεγάλο σκεπτικισμό από την επιστημονική κοινότητα. Και οι πρώτες ατμοσφαιρικές μετρήσεις από το Curiosity ήταν αρνητικές. Ωστόσο, καμία ομάδα δεν υποχώρησε από τους ισχυρισμούς τους.
Η ξαφνική ανίχνευση δεκαπλάσιων αιχμών στα επίπεδα μεθανίου στον κρατήρα Gale δεν είναι ασυνεπής με τις προηγούμενες απομακρυσμένες μετρήσεις από τη Γη. Οι υψηλές εποχιακές συγκεντρώσεις ήταν σε περιοχές που δεν περιλαμβάνουν τον κρατήρα Gale, και παραμένει πιθανό οι μετρήσεις περιέργειας να είναι παρόμοιας φύσης, αλλά λόγω κάποιας λιγότερο ενεργής διαδικασίας από ό, τι υπάρχει στις περιοχές που προσδιορίζονται από την ομάδα του Δρ Mumma.
Οι επιστήμονες της NASA στο AGU με επικεφαλής τον επιστήμονα του έργου MSL Dr. John Grotzinger τόνισαν ότι δεν γνωρίζουν ακόμη πώς παράγεται το μεθάνιο. Η διαδικασία θα μπορούσε να είναι βιολογική ή όχι. Υπάρχουν αβιοτικές χημικές διεργασίες που θα μπορούσαν να παράγουν μεθάνιο. Ωστόσο, οι ανιχνεύσεις MSL SAM ήταν καθημερινές αιχμές και αντιπροσωπεύουν μια ενεργή πραγματική συνεχιζόμενη διαδικασία στον κόκκινο πλανήτη. Αυτό και μόνο είναι μια πολύ συναρπαστική πτυχή της ανίχνευσης.
Η ομάδα παρουσίασε διαφάνειες για να περιγράψει πώς μπορεί να δημιουργηθεί μεθάνιο. Με τα γνωστά χαμηλά επίπεδα μεθανίου υποβάθρου σε ~ 1 μέρος ανά δισεκατομμύριο, θα μπορούσε να αποκλειστεί μια εξωτερική κοσμική πηγή, για παράδειγμα μικρο-μετεωροειδή που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα και απελευθερώνουν οργανικά που στη συνέχεια μειώνονται από το ηλιακό φως σε μεθάνιο. Η πηγή μεθανίου πρέπει να είναι τοπικής προέλευσης.
Οι επιστήμονες επεσήμαναν δύο μέσα παραγωγής. Και στις δύο περιπτώσεις, υπάρχει κάποια καθημερινή - ή τουλάχιστον περιοδική - δραστηριότητα που απελευθερώνει μεθάνιο από την υπόγεια επιφάνεια του Άρη. Η πηγή θα μπορούσε να είναι βιολογική που συσσωρεύεται σε υπόγειους βράχους και στη συνέχεια ξαφνικά απελευθερώνεται. Ή μια αβιοτική χημεία, όπως μια αντίδραση μεταξύ του ορυκτού ολιβίνης και του νερού, θα μπορούσε να είναι η γεννήτρια.
Ο μηχανισμός αποθήκευσης κάτω από την επιφάνεια του μεθανίου που προτείνεται και απεικονίζεται ονομάζεται αποθήκευση clathrate. Η αποθήκευση του Clathrate περιλαμβάνει ενώσεις δικτυωτού πλέγματος που μπορούν να παγιδεύσουν μόρια όπως το μεθάνιο που μπορούν στη συνέχεια να απελευθερωθούν από φυσικές αλλαγές στο clathrate, όπως ηλιακή θέρμανση ή μηχανικές καταπονήσεις. Μέσω του τύπου Q&A, οι επιστήμονες της NASA δήλωσαν ότι τέτοιοι clathrates θα μπορούσαν να διατηρηθούν για εκατομμύρια και δισεκατομμύρια χρόνια υπόγεια.
Η δεύτερη ανακάλυψη οργανικών περιελάμβανε πιο σύνθετες ενώσεις σε επιφανειακά υλικά. Επίσης, από την άφιξή του στον Άρη, το Curiosity χρησιμοποίησε ένα εργαλείο διάτρησης για να ανιχνεύσει τους εσωτερικούς βράχους. Ο Γκρότζινγκερ τόνισε πως το υλικό αμέσως στην επιφάνεια του Άρη έχει βιώσει τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας και την παρουσία του υπερχλωρικού άλατος του εδάφους που μειώνει και καταστρέφει τα οργανικά τόσο τώρα όσο και πάνω από εκατομμύρια χρόνια. Η ανίχνευση καθόλου οργανικών σε χαλαρά και εκτεθειμένα επιφανειακά υλικά δεν είχε μειώσει τις ελπίδες των επιστημόνων της NASA να εντοπίσουν οργανικά στους βράχους του Άρη.
Η διάτρηση πραγματοποιήθηκε σε διάφορους επιλεγμένους βράχους και τελικά ήταν ένας λάσπης που ονομάζεται Cumberland που αποκάλυψε την παρουσία οργανικών ενώσεων πιο περίπλοκη από το απλό μεθάνιο. Οι επιστήμονες τόνισαν ότι αυτό που είναι ακριβώς αυτές οι οργανικές ενώσεις παραμένει ένα μυστήριο λόγω της συγχέουσας παρουσίας του ενεργού χημικού υπερχλωρικού που μπορεί γρήγορα να διασπάσει τα οργανικά σε απλούστερες μορφές.
Η ανίχνευση οργανικών στο λάσπη Cumberland απαιτούσε το εργαλείο διάτρησης και επίσης τη σέσουλα στον πολύπλευρο ρομποτικό βραχίονα για να παραδώσει το δείγμα στο εργαστήριο SAM για ανάλυση. Για την ανίχνευση μεθανίου, η SAM διαθέτει μια βαλβίδα εισαγωγής για τη λήψη ατμοσφαιρικών δειγμάτων.
Ο Δρ Grotzinger περιέγραψε πώς επιλέχθηκε το Cumberland ως πηγή δείγματος. Ο βράχος ονομάζεται λάσπη που έχει υποστεί μια διαδικασία που ονομάζεται digenesis - η μεταμόρφωση του ιζήματος στο βράχο. Ο Γκρότζινγκερ τόνισε ότι τα υγρά θα κινούνται μέσω τέτοιου βράχου κατά τη διάρκεια της διγενέσεως και το υπερχλωρικό μπορεί να καταστρέψει τα οργανικά στη διαδικασία. Αυτό μπορεί να ισχύει για πολλούς μεταμορφικούς βράχους στην επιφάνεια του Άρη. Η ομάδα επιστημόνων έδειξε μια σύγκριση μεταξύ δειγμάτων βράχου που μετρήθηκαν από τη SAM. Συγκεκριμένα συγκρίθηκαν δύο - από τον βράχο "John Klein" και τον Cumberland rock. Το πρώτο δεν έδειξε κανένα οργανικό όπως και άλλα βράχια που είχαν δειγματοληψία. αλλά το δείγμα τρυπανιών του Cumberland από το εσωτερικό του αποκάλυψε οργανικά.
Η ανάλυση του έργου ήταν επίπονη - επιστρέφοντας στη δήλωση του Sagan. Η σημασία της ανακάλυψης οργανικών στον Άρη δεν μπορούσε να υποτιμηθεί από την ομάδα επιστημόνων και ο Γκρότζινγκερ χαρακτήρισε αυτές τις δύο ανακαλύψεις ως τη διαρκή κληρονομιά του Mars Curiosity Rover. Επιπλέον, δήλωσε ότι οι μέθοδοι ανακάλυψης και ανάλυσης θα προχωρήσουν πολύ για να καθοδηγήσουν την επιλογή των οργάνων και τη χρήση τους κατά την αποστολή Mars 2020.
Η ανακάλυψη των οργανικών συμπληρώνει το απαραίτητο σύνολο «συστατικών» για την προηγούμενη ή την παρούσα ζωή στον Άρη: 1) πηγή ενέργειας, 2) νερό και 3) οργανικά. Αυτές είναι οι βασικές προϋποθέσεις για την ύπαρξη ζωής όπως τη γνωρίζουμε. Η αναζήτηση της ζωής στον Άρη μόλις ξεκινά και οι νέες ανακαλύψεις οργανικών δεν είναι ακόμα σαφές σημάδι ότι η ζωή υπήρχε ή υπάρχει σήμερα. Ωστόσο, ο Δρ Jim Green, παρουσιάζοντας την ομάδα επιστημόνων, και ο Δρ Grotzinger τόνισαν και οι δύο αυτές τις ανακαλύψεις και πώς συνδέονται με τους στόχους του προγράμματος NASA Mars - ιδιαίτερα τώρα με την έμφαση στην αποστολή ανθρώπων στον Άρη. Για το rover Mars Curiosity, το ταξίδι στις πλαγιές του όρους Sharp συνεχίζεται και τώρα με μεγαλύτερη επιμέλεια και συνεχή αναζήτηση για βράχους παρόμοια με το Cumberland.
Βιβλιογραφικές αναφορές:
