2005. szeptember – A marsi metán – az élet bizonyítéka? | MCSE

2005. szeptember – A marsi metán – az élet bizonyítéka?


Az ALH-84001 meteorit

David McKay, és csapata 1996-ban egy Marsról származó meteoritban különös képződményeket talált, melyek baktériumokra hasonlítanak. ALH-84001 jelzésű meteorit 13000 évig volt eltemetve az Antarktisz jege alá, mielőtt rábukkantak. A mai napig tart a vita arról, hogy a meteoritban talált képződmények vajon biológiai úton, vagy más folyamatok során jöttek létre.


A metanogének egyik csoportjának,

az ún. metanococcusok egyik képviselője

A földi eredetű metán 99%-a biológiai eredetű. Ennek nagy részét az ún. metanogének termelik, amelyek az anaerob (oxigént nem tűrő) baktériumok közé tartoznak. Ezek rendkívül egyszerű mikroorganizmusok, amelyek anyagcseréjük melléktermékeként metánt állítanak elő. Az energiát nem a fény segítségével termelik, mint a fotoszintetizáló élőlények. Egy részük kemoszintetizál, vagyis kémiai reakciók útján állítja elő az életéhez szükséges anyagokat, mások pedig heterotróf táplálkozást folytatnak, azaz közvetlenül szerves anyagot hasznosítanak. Néhány metanogént extremofilnek is neveznek, mivel szélsőséges körülményeket is kibírnak. Ilyen például a savtűrés, vagy az UV sugárzással szembeni ellenállás képessége stb. Egyes fajaik a hőmérsékletre nézve tágtűrésűek. Sokuk a mélyetengeri füstölgők környékén él 80-120 °C-os vízben, mások pedig az Antarktisz közeli tengerekben, fagypont körüli hőmérsékleten. Az extremofilitás miatt szinte mindenhol képesek megélni, ezért az egész Földön mindenütt találni képviselőjüket. Elképzelhető, hogy a Marson is valamilyen hasonló életforma felelős a metán termeléséért.

A maradék 1% metánt a Földön nem az élet állítja elő. Többféle kémiai reakció során is létrejöhet, például molekuláris hidrogén, és szén-dioxid egyesülésével, vagy az olivin nevű ásvány vízben való bomlása révén. Azonban ez utóbbi reakcióhoz körülbelül 200 °C-os víz szükséges, ami jelenleg nem található a bolygószomszédunk felszínén. A Spirit és az Opportunity nagy mennyiségű olivint detektált a Marson, ami azt látszik bizonyítani, hogy mégsem volt jelen víz a bolygó felszínén, legalább is nem volt megfelelően magas a hőmérséklet, hogy a bomlás végbemehessen. Azóta azonban a Földön ezt a kémiai átalakulást már megfigyelték jóval alacsonyabb, 50-70 °C körüli hőmérsékleten is, ilyenkor a reakció viszont lassabban ment végbe és kevesebb metán keletkezett.

Különös, hogy a Marson — a Földdel ellentétben — a föld alatt nincsenek hatalmas metánkészletek. Tudósok ezt a hőmérséklettel és az aktivitással hozzák összefüggésbe. A napsugárzás minden másodpercben 4g metánt bont le bolygótestvérünkön. Ahhoz, hogy a Mars légkörében jelenleg észlelhető metán mennyiség fönnmaradjon, minden évben 126 tonnának kell keletkeznie, különben a napsugárzás 600 év alatt lebontaná a légkörben található metán-molekulákat. Ezért biztos, hogy a jelenleg észlelhető mennyiség nem származhat régről. A keletkezéséhez azonban elég magas hőmérséklet kell, főleg ha a szén-hidrogén nem biológiai úton jön létre. Mivel a felszín csupán mínusz 63 °C-os, a vulkanizmus az egyetlen lehetőség, amely képes megteremteni a hőmérsékleti feltételeket. Kutatók úgy vélik, hogy az utolsó vulkánkitörés legkevesebb 1 millió éve történt, ezért a bolygó valószínűleg még most is aktív, és a mélyében a hőmérséklet is sokkal magasabb a felszínen mértnél.

{mosimage}
Az európai Mars Express szonda

Az előző két évben három független csoport is vizsgálta a metán nyomait a vörös bolygón. 2003-ban két amerikai csoport is sikeresen kimutatta spektroszkópiás módszerrel a szén-hidrogént, azonban az egyik csapat kutatói vizsgálatuk során azt találták, hogy a koncentráció változik a földrajzi szélességgel, de ezt a másik csoport nem tudta megerősíteni. 2004 decemberében az ESA (Európai Űrhivatal) által üzemeltetett Mars Express volt az első szonda, amely már marskörüli pályáról észlelte a metánt a felszínen. A későbbi kutatások azonban az egész bolygón nagyjából egységes, és az első kutatócsoport eredményeinél jóval kisebb koncentrációt mutattak ki.

A tudósok szerint az élethez szükséges egyik legfontosabb tényező a víz. A NASA missziók eddig három ízben találtak víznyomokat a Marson. 2000-ben a Mars Global Surveyor felvételein vízmosások voltak felfedezhetők, 2002 májusában a Mars Odyssey gammasugár-spektrométere a sarki jégsapka felszínén nagy mennyiségű hidrogént detektált, amely biztos jele a víznek. 2004 decemberében pedig az Opportunity talált olyan kőzeteket, amelyek víz közelében formálódtak.

De vajon a Marson megfelelők-e a körülmények az élet számára? Tény, hogy a felszínen -63°C uralkodik, és a légkör nem véd a káros ultraibolya sugárzástól. Viszont mélyen a felszín alatt a hőmérséklet is kedvezőbb, és az UV sugárzást is megszűri a talaj, és ezek már jóval kedvezőbb feltételek az élet számára. De vajon ennyire elszigetelve a felszíntől meg tudnak élni a mikrobák? A Földön találunk erre is példát, a metanogének megélnek még a földfelszín alatt is. A közelmúltban folytak azzal kapcsolatban kísérletek, hogy vajon a metanogének képesek lehetnek-e megélni a vörös bolygón. A tudósok azt találták, hogy a marsi talajhoz hasonlatos vulkánikus talajban a mikrobák meg tudtak élni, bár ha a környezeti tényezők többségét (mint például a légnyomás) a bolygótestvérünkön mérthez állították, akkor a mikrobák hetekre betokozódtak, vagyis a körülményeket nem találták megfelelőnek az élettevékenységhez és szaporodáshoz, így metánt sem állítottak elő. Viszont a kísérletben használt baktériumok év milliárdokkal ezelőtt a Földön alakultak ki, ezért az itteni körülményekhez alkalmazkodtak, így nem meglepő, hogy a földitől igen eltérő körülmények közt nem maradtak életben sokáig.

Akár biológiai úton keletkezik a metán a Marson, akár nem, nagy mennyiségben van jelen és a kutatók nem tudják megmagyarázni a létezését.