Mars. Bildkredit: NASA Klicka för förstoring
Tillverkar mikrober metan som har hittats på Mars, eller kommer kolvätegasen från geologiska processer? Det är frågan som alla vill svara, men ingen kan. Vad krävs för att övertyga juryn?
Många experter sa till Astrobiology Magazine att det bästa sättet att bedöma om metan har ett biologiskt ursprung är att titta på förhållandet mellan kol-12 (C-12) och kol-13 (C-13) i molekylerna. Levande organismer tar företrädesvis upp de lättare C-12-isotoperna när de sätter ihop metan, och den kemiska signaturen kvarstår tills molekylen förstörs.
"Det kan finnas ett sätt att urskilja metans ursprung, oavsett om det är biogen eller inte, genom att använda stabila isotopmätningar," säger Barbara Sherwood Lollar, en isotopkemist vid University of Toronto.
Men isotopsignaler är subtila, bäst utförs av exakta spektrometrar placerade på den martiska ytan snarare än på en kretsande rymdskeppsbana.
Och det finns komplikationer. För en sak kan en genomsnittlig martansk metanivå på 10 delar per miljard (ppb) vara för svag för korrekt isotopmätning, även för ett spektroskop placerat på Mars. C-12 till C-13-förhållandet för metan enbart är inte alltid bevis på liv. Till exempel visade det förlorade fältet "Lost City" i Atlanten inte en klar isotopunderskrift, säger James Kasting, professor i jord- och mineralvetenskap vid Penn State University.
"Metan är inte så starkt fraktionerad, men de tror fortfarande att den kan vara biologisk", säger Kasting. "På Lost City kan du inte ta reda på om det är biologiskt eller inte av isotoperna. Hur ska vi ta reda på det på Mars? ”
Genom att utöka sökningen svarar Sherwood Lollar. Istället för att bara mäta kol föreslår hon att man mäter väteisotoper, eftersom biologiska system också föredrar väte (H) framför det tyngre deuterium (2H).
En andra metod skulle titta på de längre, tyngre kolvätena - etan, propan och butan - som är relaterade till metan, och som ibland förefaller med biogen eller abiogen metan. Sherwood Lollar upptäckte dessa kolväten medan han undersökte abiogen metan som fångats i porer i forntida stenar i den kanadensiska skölden, en stor deponering av prekambrisk stollberg. "När vattnet fastnar under mycket, mycket långa tidsperioder," säger hon, en abiogen reaktion mellan vatten och sten gör metan, etan, propan och butan.
Om de längre kedjorna abiogena kolväten någonsin upptäcks i den martiska atmosfären, hur skulle vi kunna skilja dem från liknande kolväten som är nedbrytningsprodukterna från kerogen, en rest av sönderdelande levande ämnen? Svaret, Sherwood Lollar upprepar, kunde hittas i isotoperna. Abiogena kolvätekedjor skulle innehålla en högre andel tyngre isotoper än kolvätekedjorna härrörande från nedbrytningen av kerogen.
"Framtida uppdrag till Mars planerar att leta efter förekomsten av högre kolväten samt metan," säger Sherwood Lollar. "Om det här isotopmönstret kan identifieras i t.ex. martian metan och etan, kan denna typ av information hjälpa till att lösa abiogen kontra biogeniskt ursprung."
Isotoper figurerar framträdande i flera kommande rymduppdrag som kan slaka den växande törsten efter bevis på metanmysteriet:
* Phoenix-landaren, planerad att lanseras i augusti 2007, kommer att åka till en isrik region nära Nordpolen och "gräva upp smuts och analysera smuts, tillsammans med isen", säger William Boynton från University of Arizona, vem kommer att leda uppdraget. Landarens masspektrometer mäter isotoper i metan som fångas i jorden, om koncentrationen är tillräcklig. "Vi kommer inte att kunna mäta isotopförhållandet [i atmosfären], för det kommer inte att vara en tillräckligt hög koncentration," säger Boynton.
* Mars Science Laboratory, planerat att lanseras någon gång mellan 2009 och 2011, är en 3-kilogram sexhjulig rover fullpackad med vetenskapliga instrument. Den inställda laserspektrometern och masspektrometer-gaskromatografen kan båda kunna frista ut isotopförhållandena mellan kol och andra element.
* Beagle 3, en efterföljare till Storbritanniens förlorade i rymden Beagle 2, kan ha en förbättrad masspektrometer som kan mäta kolisotopförhållanden, men projektet har ännu inte godkänts. Hantverket skulle inte lanseras förrän 2009.
Från dessa lanseringsdatum är det klart att juryn om denna vem-den-måste vara kvar i åratal tills hård data om metankällan på Mars kan sändas i den vetenskapliga rättssalen. Just nu är det rättvist att säga att många expertvittnen tar möjligheten till en biogen källa ganska på allvar. Till exempel säger Vladimir Krasnopolsky, som ledde ett av lagen som hittade metan på planeten, "Bakterier, tror jag, är troliga källor till metan på Mars, den mest troliga källan." Men han förväntar sig att mikroberna återfinns i oaser, ”eftersom de martiska förhållandena är mycket fientliga mot livet. Jag tror att dessa bakterier kan finnas på vissa platser där förhållandena är varma och våta. ”
Denna observation pekar på en möjlig win-win situation för dem som vill hitta liv på Mars, säger Timothy Kral från University of Arkansas, som odlar metanogener för att leva. Om, som beräkningar antyder, asteroider och kometer inte sannolikt kommer att leverera metan till Mars, måste antingen metanframställande organismer lever i undergrunden, eller så finns det en plats där det är tillräckligt varmt för abiogen generation.
"Även om det inte är en indikation på livet direkt, är det en indikation på att det värms upp," säger Kral. Under dessa förhållanden "finns det värme, energi för organismer att växa."
Mycket har förändrats under det senaste året. Kral, som har tillbringat ett tiotal år på att odla metanogener i en simulerad martianskt miljö, säger: ”Före förra året, när folk frågade om jag trodde att det fanns liv på Mars, skulle jag fnissa. Jag skulle inte vara i den här branschen om jag inte trodde att det var möjligt, men det fanns inga riktiga bevis för något liv. Sedan plötsligt, förra året, hittade de metan i atmosfären, och vi har plötsligt en bit verkliga vetenskapliga bevis som säger att det är möjligt ”att Mars är den andra levande planeten.
Originalkälla: NASA Astrobiology
