מאדים. אשראי תמונה: נאס"א לחץ להגדלה
האם חיידקים מייצרים את המתאן שנמצא במאדים, או שמא הגז הפחמימני נובע מתהליכים גיאולוגיים? זו השאלה שכולם רוצים לענות עליה, אבל אף אחד לא יכול. מה יידרש כדי לשכנע את חבר המושבעים?
מומחים רבים אמרו למגזין Astrobiology כי הדרך הטובה ביותר לשפוט האם מתאן מקורו ביולוגי היא להסתכל על היחס בין פחמן -12 (C-12) לפחמן -13 (C-13) במולקולות. אורגניזמים חיים תופסים עדיפות את איזוטופי ה- C-12 הקלים יותר כאשר הם מרכיבים מתאן, ואותה חתימה כימית נשארת עד להשמדת המולקולה.
"יכולה להיות דרך להבדיל את מקורו של מתאן, בין אם ביוגני ובין אם לא, באמצעות מדידות איזוטופ יציבות", אומרת ברברה שרווד לולר, כימאית איזוטופית מאוניברסיטת טורונטו.
אולם אותות איזוטופים הם עדינים, המבוצעים בצורה הטובה ביותר על ידי ספקטרומטרים מדויקים המונחים על פני השטח של מרטי ולא על מסלול חללית.
ויש סיבוכים. ראשית, מתאן מרטן ממוצע של 10 חלקים למיליארד (ppb) עשוי להיות קלוש מדי למדידת איזוטופ מדויקת, אפילו עבור ספקטרוסקופ המונח על מאדים. כמו כן, יחס C-12 עד C-13 של מתאן בלבד אינו תמיד הוכחת חיים. לדוגמה, שדה האוורור ההידרותרמי "העיר האבודה" באוקיינוס האטלנטי לא הראה חתימה איזוטופית ברורה, אומר ג'יימס קסטינג, פרופסור למדעי אדמה ומינרלים באוניברסיטת פן סטייט.
"המתאן אינו שבריר כל כך חזק, אך הם עדיין חושבים שהוא ביולוגי", אומר קסטינג. "בעיר האבודה אתה לא יכול להבין אם זה ביולוגי או לא באיזוטופים. איך נתמודד עם זה על מאדים? "
על ידי הרחבת החיפוש, מגיב שרווד לולר. במקום למדוד רק פחמן, היא מציעה למדוד איזוטופי מימן, מכיוון שמערכות ביולוגיות מעדיפות גם מימן (H) על פני הדאוטריום הכבד יותר (2H).
גישה שנייה תסתכל על הפחמימנים הארוכים והכבדים יותר - אתאן, פרופאן ובוטאן - הקשורים למתאן, ולעיתים מופיעים מתאן ביוגני או אבוגני. שרווד לולאר זיהה את הפחמימנים הללו תוך כדי חקירת מתאן אביוגני שנלכד בנקבוביות בסלעים קדומים במגן הקנדי, פיקדון גדול של סלע קמחוני. "כשהמים נלכדים לאורך תקופות זמן מאוד ארוכות מאוד," היא אומרת, תגובה אביוגנית בין מים לסלע גורמת למתאן, לאתאן, פרופאן ובוטאן.
אם יתגלה אי פעם האטמוספירה המרטינית בפחמימנים האביוגניים בעלי השרשרת הארוכה יותר, כיצד נוכל להבדיל אותם מהפחמימנים הדומים שהם תוצרי הפירוק של קרוגן, שריד של חומר חי שמתפרק? התשובה, חוזר שרווד לולר, ניתן למצוא באיזוטופים. שרשראות הפחמימנים האביוגניים יכילו שיעור גבוה יותר של איזוטופים כבדים יותר משרשראות הפחמימנים הנגזרים מהתמוטטות הקראוגן.
"משימות עתידיות למאדים מתכננות לחפש נוכחות של פחמימנים גבוהים יותר כמו גם מתאן", אומר שרווד לולר. "אם ניתן לזהות דפוס איזוטופי זה למשל במתאן ומרטן מרטי, אז מידע מסוג זה יכול לעזור בפתרון ממוצא אביוגני לעומת ביוגני."
האיזוטופים מתגלים בצורה בולטת במספר משימות חלל צפויים העשויות לנטרל את הצמאון ההולך וגובר לראיות על תעלומת המתאן:
הנחתת הפניקס, שתוכננה לשיגור באוגוסט 2007, תעבור לאזור עשיר בקרח בסמוך לקוטב הצפוני, "ותחפר עפר ותנתח את הלכלוך יחד עם הקרח", אומר וויליאם בוינטון מאוניברסיטת אריזונה מי ינחה את המשימה. ספקטרומטר המוני של הנחתת ימדוד איזוטופים בכל מתאן שנלכד באדמה, אם הריכוז מספיק. "לא נוכל למדוד את יחס האיזוטופ [באטמוספירה], מכיוון שזה לא יהיה ריכוז מספיק גבוה", אומר בוינטון.
מעבדת המדע של מאדים, המתוכננת להשקה מתישהו בין 2009 ל -2011, היא רובר בן 6,000 קילוגרם, בעל שישה גלגלים עמוס בכלים מדעיים. שניהם יכולים לספוג את יחס האיזוטופ של פחמן ואלמנטים אחרים.
* ביגל 3, ממשיך דרכו של ביגל 2 האבוד בחלל, עשוי לשאת בספקטרומטר מסיבי משופר המסוגל למדוד יחסי איזוטופ פחמן, אך הפרויקט טרם אושר. המלאכה לא תושק עד 2009 לפחות.
ממועדי ההשקה הללו ברור שחבר השופטים על מי-דאן-זה חייב להישאר מרותק לאורך שנים, עד שניתן יהיה לשדר נתונים קשים על מקור המתאן במאדים באולם המשפט המדעי. בשלב זה, זה נכון לומר שעדים מומחים רבים מתייחסים ברצינות למדי לאפשרות של מקור ביוגני. לדוגמה, ולדימיר קרסנופולסקי, שהוביל את אחד הצוותים שמצאו מתאן בכוכב הלכת, אומר, "חיידקים, אני חושב, הם מקורות סבירים למתאן במאדים, המקור הסביר ביותר." אבל הוא מצפה שהמיקרובים יימצאו בנאות מדבר, "מכיוון שהתנאים המרטיבים עוינים מאוד את החיים. אני חושב שהחיידקים האלה עשויים להתקיים במקומות מסוימים שבהם התנאים חמים ורטובים. "
תצפית זו מצביעה על מצב אפשרי של win-win עבור מי שרוצה למצוא חיים במאדים, אומר טימותי קראל מאוניברסיטת ארקנסו, שמגדל מתנוגנים למחייתו. אם, כפי שמציעים חישובים, אסטרואידים וכוכבי שביט אינם עשויים להעביר מתאן למאדים, אזי אורגניזמים המייצרים מתאן חייבים לחיות מתחת לפני האדמה, או שיש מקום שהוא מספיק חם לדור abiogenic.
"למרות שזה לא אינדיקציה לחיים באופן ישיר, זה אינדיקציה שיש התחממות", אומר קראל. בתנאים אלה, "יש חום, אנרגיה לאורגניזמים לצמוח."
הרבה השתנה בשנה האחרונה. קראל, שבילה תריסר שנים בגידול מתנוגנים בסביבה מרטית מדומה, אומר, "לפני השנה שעברה, כשאנשים שאלו אם אני חושב שיש חיים במאדים, הייתי מצחקק. לא הייתי בעסק הזה אם לא הייתי חושב שזה אפשרי, אבל לא היו שום ראיות אמיתיות לכל חיים. ואז, פתאום, בשנה שעברה, הם מצאו מתאן באטמוספירה, ופתאום יש לנו עדות מדעית אמיתית שאומרת שזה אפשרי "שמאדים הם הכוכב החי השני.
המקור המקורי: אסטרוביולוגיה של נאס"א
