Αρης. Πιστωτική εικόνα: NASA Επιλέξτε για μεγέθυνση
Τα μικρόβια παράγουν το μεθάνιο που βρέθηκε στον Άρη ή το αέριο υδρογονάνθρακα προέρχεται από γεωλογικές διεργασίες; Είναι το ερώτημα που όλοι θέλουν να απαντήσουν, αλλά κανείς δεν μπορεί. Τι θα χρειαστεί για να πείσει την κριτική επιτροπή;
Πολλοί ειδικοί είπαν στο περιοδικό Astrobiology Magazine ότι ο καλύτερος τρόπος να κρίνουμε αν το μεθάνιο έχει βιολογική προέλευση είναι να δούμε την αναλογία άνθρακα-12 (C-12) προς άνθρακα-13 (C-13) στα μόρια. Οι ζωντανοί οργανισμοί καταλαμβάνουν κατά προτίμηση τα ελαφρύτερα ισότοπα C-12 καθώς συναρμολογούν το μεθάνιο και αυτή η χημική υπογραφή παραμένει έως ότου καταστραφεί το μόριο.
«Μπορεί να υπάρχει ένας τρόπος να διακρίνουμε την προέλευση του μεθανίου, είτε βιογονικού είτε όχι, χρησιμοποιώντας σταθερές μετρήσεις ισότοπων», λέει η Barbara Sherwood Lollar, χημικός ισοτόπων στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο.
Όμως, τα σήματα ισότοπων είναι λεπτά, που εκτελούνται καλύτερα με ακριβή φασματόμετρα τοποθετημένα στην επιφάνεια του Άρη παρά σε τροχιά διαστημικού σκάφους σε τροχιά.
Και υπάρχουν επιπλοκές. Για ένα λόγο, ένα μέσο επίπεδο μεθανίου μεσιάνου 10 μερών ανά δισεκατομμύριο (ppb) μπορεί να είναι πολύ αχνό για ακριβή μέτρηση ισότοπων, ακόμη και για ένα φασματοσκόπιο τοποθετημένο στον Άρη. Επίσης, η αναλογία C-12 προς C-13 μόνο μεθανίου δεν είναι πάντα απόδειξη της ζωής. Για παράδειγμα, το υδροθερμικό πεδίο εξαερισμού «Lost City» στον Ατλαντικό Ωκεανό δεν έδειξε σαφή υπογραφή ισότοπου, λέει ο James Kasting, καθηγητής επιστήμης της γης και των ορυκτών στο Πανεπιστήμιο Penn State.
«Το μεθάνιο δεν είναι τόσο πολύ κλασματωμένο, αλλά εξακολουθούν να πιστεύουν ότι μπορεί να είναι βιολογικό», λέει ο Kasting. «Στο Lost City, δεν μπορείς να καταλάβεις αν είναι βιολογικό ή όχι από τα ισότοπα. Πώς θα το καταλάβουμε στον Άρη; "
Με την επέκταση της αναζήτησης, απαντά ο Sherwood Lollar. Αντί να μετρά μόνο τον άνθρακα, προτείνει τη μέτρηση ισοτόπων υδρογόνου, επειδή τα βιολογικά συστήματα προτιμούν επίσης το υδρογόνο (Η) από το βαρύτερο δευτέριο (2Η).
Μια δεύτερη προσέγγιση θα εξετάσει τους μακρύτερους, βαρύτερους υδρογονάνθρακες - αιθάνιο, προπάνιο και βουτάνιο - που σχετίζονται με το μεθάνιο, και που μερικές φορές εμφανίζονται με βιογενές ή αβιογενές μεθάνιο. Ο Sherwood Lollar εντόπισε αυτούς τους υδρογονάνθρακες ενώ ερευνούσε το αβιογενές μεθάνιο που παγιδεύτηκε σε πόρους σε αρχαία βράχια στην Καναδική Ασπίδα, μια μεγάλη απόθεση προκαταρκτικών πυριγενών βράχων. «Όταν το νερό παγιδεύεται σε πολύ, πολύ μεγάλες χρονικές περιόδους», λέει, μια αβιογενής αντίδραση μεταξύ νερού και βράχου κάνει μεθάνιο, αιθάνιο, προπάνιο και βουτάνιο.
Εάν οι αβιογενείς υδρογονάνθρακες μακράς αλυσίδας ανιχνευθούν ποτέ στην αττική ατμόσφαιρα, πώς θα μπορούσαμε να τους διακρίνουμε από παρόμοιους υδρογονάνθρακες που είναι τα προϊόντα διάσπασης του κερογόνου, ένα υπόλοιπο αποσυντιθέμενης ζωντανής ύλης; Η απάντηση, ο Sherwood Lollar επαναλαμβάνει, μπορεί να βρεθεί στα ισότοπα. Οι αλειογενείς αλυσίδες υδρογονανθράκων θα περιέχουν υψηλότερο ποσοστό βαρύτερων ισοτόπων από τις αλυσίδες υδρογονανθράκων που προέρχονται από τη διάσπαση του κερογόνου.
"Οι μελλοντικές αποστολές στον Άρη σχεδιάζουν να αναζητήσουν την παρουσία υψηλότερων υδρογονανθράκων καθώς και μεθανίου", λέει ο Sherwood Lollar. "Εάν αυτό το ισότοπο μοτίβο μπορεί να αναγνωριστεί σε μεθάνιο και αιθάνιο για παράδειγμα, τότε αυτός ο τύπος πληροφοριών θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση της αβιογενούς έναντι της βιογενετικής προέλευσης."
Τα ισότοπα εμφανίζονται σε πολλές επερχόμενες διαστημικές αποστολές που θα μπορούσαν να προκαλέσουν την αυξανόμενη δίψα για στοιχεία σχετικά με το μυστήριο του μεθανίου:
* Το Lander Phoenix, που έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει τον Αύγουστο του 2007, θα πάει σε μια πλούσια σε πάγο περιοχή κοντά στο Βόρειο Πόλο, και «σκάψει και αναλύσει τη βρωμιά, μαζί με τον πάγο», λέει ο William Boynton του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, ποιος θα διευθύνει την αποστολή. Το φασματόμετρο μάζας του εκφορτωτή θα μετρήσει τα ισότοπα σε οποιοδήποτε μεθάνιο παγιδευμένο στο έδαφος, εάν η συγκέντρωση είναι επαρκής. «Δεν θα είμαστε σε θέση να μετρήσουμε την αναλογία ισοτόπων [στην ατμόσφαιρα], επειδή δεν θα είναι αρκετά υψηλή συγκέντρωση», λέει ο Boynton.
* Το Mars Science Laboratory, που έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει από το 2009 έως το 2011, είναι ένα εξακύλινδρο ρολό 3.000 κιλών γεμάτο με επιστημονικά όργανα. Ο συντονιζόμενος φασματογράφος λέιζερ και ο χρωματογράφος αερίου φασματόμετρου μάζας μπορεί να είναι και οι δύο ικανές να ενισχύσουν τις αναλογίες ισοτόπων άνθρακα και άλλων στοιχείων.
* Το Beagle 3, διάδοχος του βρετανικού Beagle 2 που χάθηκε στο διάστημα, μπορεί να φέρει βελτιωμένο φασματόμετρο μάζας ικανό να μετρά τις αναλογίες ισοτόπων άνθρακα, αλλά το έργο δεν έχει ακόμη εγκριθεί. Το σκάφος δεν θα ξεκινήσει τουλάχιστον το 2009.
Από αυτές τις ημερομηνίες κυκλοφορίας, είναι ξεκάθαρο η κριτική επιτροπή για το ποιος πρέπει να παραμείνει δεμένος για χρόνια, έως ότου μπορούν να μεταδοθούν στην επιστημονική αίθουσα σκληρά δεδομένα σχετικά με την πηγή μεθανίου στον Άρη. Σε αυτό το σημείο, είναι δίκαιο να πούμε ότι πολλοί ειδικοί μάρτυρες λαμβάνουν μάλλον σοβαρά υπόψη τη δυνατότητα μιας βιογενετικής πηγής. Για παράδειγμα, ο Vladimir Krasnopolsky, ο οποίος ηγήθηκε μιας από τις ομάδες που βρήκαν μεθάνιο στον πλανήτη, λέει: «Τα βακτήρια, νομίζω, είναι πιθανές πηγές μεθανίου στον Άρη, η πιο πιθανή πηγή». Αλλά αναμένει ότι τα μικρόβια θα βρεθούν σε οάσεις, "επειδή οι συνθήκες του Άρη είναι πολύ εχθρικές για τη ζωή. Νομίζω ότι αυτά τα βακτήρια μπορεί να υπάρχουν σε ορισμένες περιοχές όπου οι συνθήκες είναι ζεστές και υγρές ».
Αυτή η παρατήρηση δείχνει μια πιθανή win-win κατάσταση για όσους θέλουν να βρουν ζωή στον Άρη, λέει ο Timothy Kral του Πανεπιστημίου του Αρκάνσας, ο οποίος μεγαλώνει μεθανογόνα για να ζήσει. Εάν, όπως υποδηλώνουν οι υπολογισμοί, οι αστεροειδείς και οι κομήτες δεν είναι πιθανό να παραδίδουν μεθάνιο στον Άρη, τότε είτε οι οργανισμοί που παράγουν μεθάνιο πρέπει να ζουν στην κάτω επιφάνεια, ή υπάρχει ένα μέρος όπου είναι αρκετά ζεστό για την παραγωγή αβιογόνου.
«Παρόλο που δεν είναι μια ένδειξη της ζωής άμεσα, είναι μια ένδειξη ότι υπάρχει θέρμανση», λέει ο Kral. Υπό αυτές τις συνθήκες, «υπάρχει θερμότητα, ενέργεια για να αναπτυχθούν οι οργανισμοί».
Πολλά έχουν αλλάξει τον τελευταίο χρόνο. Ο Κράλ, ο οποίος έχει περάσει δώδεκα χρόνια καλλιεργώντας μεθανογόνα σε ένα προσομοιωμένο αρειανό περιβάλλον, λέει: «Πριν από το προηγούμενο έτος, όταν οι άνθρωποι ρώτησαν αν νόμιζα ότι υπήρχε ζωή στον Άρη, θα γελάσω. Δεν θα ήμουν σε αυτήν την επιχείρηση αν δεν πίστευα ότι ήταν δυνατό, αλλά δεν υπήρχαν πραγματικά στοιχεία για οποιαδήποτε ζωή. Στη συνέχεια, ξαφνικά, πέρυσι, βρήκαν μεθάνιο στην ατμόσφαιρα και ξαφνικά έχουμε ένα κομμάτι πραγματικών επιστημονικών στοιχείων που να λένε ότι είναι πιθανό »ότι ο Άρης είναι ο δεύτερος ζωντανός πλανήτης.
Αρχική πηγή: Αστροβιολογία της NASA
