Årtionden av sökningar har äntligen krönats med framgång: forskare är nära att ta bort var kol uppträdde i den röda planets jord och atmosfär.
Sex år efter början av arbetet vid Gale-krateret på Marsytan gjorde Curiosity-roveren kanske den viktigaste upptäckten i jakten på livstecken: den röda planetens steniga yta vrimlar av organiska molekyler, och från tid till annan sipprar gas till och med in i sin sällsynta atmosfär. metan är den enklaste av organiska molekyler. Som jämförelse: på jorden är kolhaltiga ämnen livsgrunden.
Båda upptäckterna gjordes under analysen av prover som samlats in av Curiosity. På SAM "rover" miniatyrkemi, även kallad en "ugn", "små" fragment av luft, sten och jord "rostas" för att studeras på molekylnivå. Således, i proverna av forntida lera, hittades en mängd olika organiska molekyler. En annan studie, som varade inte mindre än fem år, fann regelbundna fluktuationer i metan i den Martiska atmosfären. Topputsläppen var på Martiansommaren. Resultaten publicerades i tidskriften Science.
Oavsett hur de väcker fantasin, är slutsatserna om det förflutna, det nuvarande och det framtida livet på Mars ännu inte slutgiltiga - metan finns överallt i gasgiganternas atmosfär. Och detta talar inte på livets närvaro: metan bildas av en banal interaktion mellan rinnande vatten och uppvärmda stenar. Dessutom är det känt att andra enkla organiska molekyler finns i vissa meteoriter och interstellära gasmoln.”Det är oerhört svårt att vetenskapligt bevisa att livet finns på Mars. Detta kräver bokstavligen att man visar ett fotografi av fossilen, säger Chris Webster, Jet Propulsion Laboratory kemist och huvudförfattare för metanforskning.
Vart gick Martian kolet?
Själva närvaron av organiska molekyler på Mars är inte förvånande. Som alla andra planeter i vårt solsystem får Mars regelbundet sin andel av kolrika mikrometeoriter och kosmiskt damm. Emellertid gjorde NASA: s Viking rymdskepp, som landade på den röda planeten 1976, en sensationell upptäckt: det visade sig att det finns ännu mindre kol i den Martiska jorden än i livlösa månklippor. "Det här var en stor överraskning," förklarar astrobiologen Caroline Freissinet, medförfattare av studien Curiosity argillite och vid laboratoriet för atmosfärs- och rymdforskning i Frankrike. "Tyvärr ledde detta till att hela Martian-programmet kollapsade."
Sedan dess har forskare ivrigt letat efter kol på Mars - eller åtminstone kämpat för att förklara varför det inte finns. Den viktigaste jakten kom 2008 när NASA: s Phoenix lander hittade perkloratsalter, mycket reaktiva klorinnehållande molekyler, i jordprover som tagits nära norra polen av Mars. Kombinerat med starkt ultraviolett ljus och kosmiska strålar från rymden, förstör perklorater allt organiskt material på ytan, och lämnar inga bevis ens för de känsliga sensorerna från Mars-rovers. Kanske har vissa forskare föreslagit att det resterande organiska materialet från Mars - och därför några tecken på tidigare eller nuvarande liv - lurar i dess djup.
Kampanjvideo:
2015 kom Curiosity emellertid nära till att bevisa förekomsten av organiska molekyler på Mars när den uppvärmde markprover till 800 grader i en ugn och upptäckte spår av klorförorenade kolföreningar. I början av Martian-uppdraget upptäckte dock forskare en läcka av kolinnehållande kemiska reagens från ett antal komponenter i själva ugnen, vilket kan leda till kontaminering av proverna. För att bekämpa föroreningar fokuserade Curiosity-teamet på att söka efter andra prover av klorinnehållande organiska ämnen, samtidigt som temperaturen på "ugnen" minskades - under efterföljande körningar värmdes den bara upp till 400 grader.
Innan teamet började med en ny uppgift såg teamet till att ingenting skulle förbises den här gången. Efter att ha granskat nivån på bakgrundsföroreningar "bakade" Fressinet och hennes kollegor prover av lerstenar, med tre miljarder år tillbaka, vid en temperatur på 500 grader Celsius - perchloraten bränns helt med det. Tiofener, relativt små och enkla ringformade molekyler innehållande både kol och svavel, hittades i asken. Det senare verkar komma från ett svavelrikt mineral som kallas jarosit. Tidigare upptäckte Curiosity sina 3,5 miljarder år gamla depositioner i Gale-krateret - tydligen bildade de vid en tidpunkt då det fanns vatten i den fortfarande okylda krateren och den var lämplig för livet. Forskare misstänker att kolet i tiofen kommer från ännu oidentifierade men större molekyler,konserverade inuti jarosit i miljarder år.
Trots kontroversen om upptäckten, tror George Cody, en geokemist vid Carnegie Institute of Science som inte var inblandad i studien, att detta är ett gigantiskt steg framåt. Närvaron av dessa större molekyler, säger han, antyder förekomsten av välbevarade kolavlagringar dolda under Marsytan. Sådana framtidsutsikter, tror han, ger en vetenskaplig grund för de kommande uppdragen för att samla in prover och återlämna dem till jorden. "Om detta kan göras på Mars, föreställ dig vad som kan uppnås i jordlaboratorier," säger han.
Årstider och fluktuationer i metan
Samtidigt har Curiosity rover gjort vad Webster säger är de viktigaste metanmätningarna i historien. Denna kolhaltiga gas är kritisk eftersom större delen av jordens metan produceras av metanogena mikrober som överlever även i syrefattiga miljöer. Dessutom förstörs metan snabbt av ultraviolett strålning, så alla fynd på Mars är troligen "färska" - gasen släpptes först nyligen. Med hjälp av "ugnen" fann Webster och hans kollegor en stadig bakgrund av metan i atmosfären ovanför Gale Crater. Under de senaste fem åren har det varit cirka 0,4 delar per miljard. Och även om denna mängd knappt kan upptäckas, är astrobiologer redan intresserade av det. Det är anmärkningsvärt att metannivån fluktuerar tillsammans med Martian-säsongerna: under solig sommar är dess innehåll tre gånger högre,än en kall och mörk vinter.
För Webster är denna periodicitet kanske den mest spännande av hans upptäckter. Tidigare hittades endast bevis på oavsiktliga men inte säsongsmässiga utsläpp på Mars.”Föreställ dig att din bil är skräp. Fram tills problemet återkommer, vet du aldrig vad som är fel, förklarar Webster. Han och hans kollegor spekulerar i att metan kan komma från djupa akviferer: på sommaren smälter de, vatten släpps och färsk gas bildas. Enligt en annan version är dessa ämnen forntida och de bildades för miljarder år sedan under olika geologiska och biologiska processer. Sedan frös de i matris av is och stenar och sticker ut endast när de avfrostas från solljus. Och äntligen finns det en möjlighet att Martian-metanogenerna slumrar i tarmarna på planeten till denna dag,periodvis vakna upp och producera en karakteristisk gas genom vilken de kan identifieras.
Andra forskare, som inte deltog i studien, bedömer betydelsen av resultaten för sökandet efter liv på Mars tvetydigt. Michael Mumma, en astrobiolog vid Goddard Space Flight Center, säger att mätningar är kritiska eftersom de ger direkt bevis på hans egna observationer. Tidigare skrev han om utsläpp från metan från Martian, som han upptäckte med hjälp av markteleskop - även om forskare i cirklar accepterade hans upptäckt med misstro.
Planetologen Marc Fries, som övervakar insamlingen av kosmiskt damm vid Lyndon Johnson Space Center, var skeptisk till de senaste upptäckterna av nyfikenhet. Kolrika meteoriter och kosmiskt damm som kommer in i den Martiska atmosfären kan vara källan till de angivna mängderna metan, sade han. Han betonar också att säsongens periodicitet inte är helt i överensstämmelse med Martian-säsongerna. "En rigorös, evidensbaserad strategi baserad på tillgängliga bevis antar att Mars alltid har varit och förblir livlös", säger Freese. "Även att lägga fram den motsatta hypotesen kräver starka bevis." Snart kommer denna hypotese att kunna testas med data från EU: s och Rysslands gemensamma uppdrag "Exomars Trace Gas Orbiter". Detta rymdskepp kretsar om Martian sedan 2016 och visar koncentrationer av metan och andra gaser ovanifrån.
Webster säger i sin tur att ingen av de möjliga förklaringarna gynnas förrän slutliga slutsatser dras. Framsinet går gradvis framåt är NASA: s inställning till Mars-utforskning. Fressinet konstaterar: "Steg för steg, uppdrag för uppdrag."
Adam Mann
