كوكب المريخ. حقوق الصورة: ناسا اضغط للتكبير
هل الميكروبات تصنع الميثان الموجود على المريخ ، أم أن غاز الهيدروكربون يأتي من العمليات الجيولوجية؟ هذا هو السؤال الذي يريد الجميع الإجابة عنه ، ولكن لا أحد يستطيع ذلك. ما المطلوب لإقناع هيئة المحلفين؟
أخبر العديد من الخبراء مجلة Astrobiology أن أفضل طريقة للحكم على ما إذا كان للميثان أصل بيولوجي هو النظر في نسبة الكربون -12 (C-12) إلى الكربون -13 (C-13) في الجزيئات. يفضل الكائنات الحية تناول نظائر C-12 الأخف وزنًا أثناء تجميع الميثان ، ويظل هذا التوقيع الكيميائي حتى يتم تدمير الجزيء.
تقول Barbara Sherwood Lollar ، كيميائية النظائر في جامعة تورنتو: "قد تكون هناك طريقة للتمييز بين أصل الميثان ، سواء أكان حيويًا أم لا ، باستخدام قياسات النظائر المستقرة".
لكن إشارات النظائر خفية ، ومن الأفضل إجراؤها بواسطة مطياف دقيق يوضع على سطح المريخ وليس على مدار مركبة فضائية مدارية.
وهناك مضاعفات. لسبب واحد ، قد يكون متوسط مستوى الميثان المريخي الذي يبلغ 10 أجزاء في البليون (جزء في البليون) ضعيفًا جدًا لقياس النظائر بدقة ، حتى بالنسبة للمطياف الموضوعة على المريخ. كما أن نسبة الميثان C-12 إلى C-13 وحدها ليست دائمًا دليل على الحياة. على سبيل المثال ، لم يُظهر حقل التهوية الحرارية المائية "المدينة المفقودة" في المحيط الأطلسي توقيعًا واضحًا للنظير ، كما يقول جيمس كاستينج ، أستاذ علوم الأرض والمعادن في جامعة ولاية بنسلفانيا.
يقول Kasting: "الميثان ليس مجزأً بقوة ، لكنهم ما زالوا يعتقدون أنه قد يكون بيولوجيًا". "في Lost City ، لا يمكنك معرفة ما إذا كانت بيولوجية أم لا بالنظائر. كيف سنكتشف ذلك على كوكب المريخ؟ "
من خلال توسيع البحث ، يستجيب Sherwood Lollar. وبدلاً من قياس الكربون فقط ، تقترح قياس نظائر الهيدروجين ، لأن الأنظمة البيولوجية تفضل أيضًا الهيدروجين (H) على الديوتيريوم الثقيل (2H).
والنهج الثاني هو النظر في الهيدروكربونات الأطول والأثقل - الإيثان والبروبان والبيوتان - والتي ترتبط بالميثان ، والتي تظهر أحيانًا مع ميثان حيوي أو غير بيولوجي. اكتشفت شيروود لولار هذه الهيدروكربونات أثناء التحقيق في الميثان اللاأحيائي المحاصر في المسام في الصخور القديمة في الدرع الكندي ، وهو مستودع كبير من الصخور النارية ما قبل الكمبري. وتقول: "عندما يُحاصر الماء لفترات زمنية طويلة جدًا جدًا" ، فإن التفاعل غير الحيوي بين الماء والصخور يجعل الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان.
إذا تم اكتشاف الهيدروكربونات طويلة السلسلة غير الأحيائية في الغلاف الجوي للمريخ ، فكيف يمكننا تمييزها عن الهيدروكربونات المماثلة التي هي نتاج تحلل الكيروجين ، من بقايا المواد الحية المتحللة؟ الجواب ، يكرر شيروود لولار ، يمكن العثور عليه في النظائر. ستحتوي سلاسل الهيدروكربون الأبيوجينية على نسبة أعلى من النظائر الثقيلة من سلاسل الهيدروكربونات المشتقة من انهيار الكيروجين.
يقول Sherwood Lollar: "تخطط البعثات المستقبلية إلى كوكب المريخ للبحث عن وجود هيدروكربونات أعلى بالإضافة إلى غاز الميثان". "إذا كان من الممكن تحديد هذا النمط النظائري في الميثان المريخي والإيثان على سبيل المثال ، فإن هذا النوع من المعلومات يمكن أن يساعد في حل الأصل الأبيوجيني مقابل الأصل البيولوجي".
تظهر النظائر بشكل بارز في العديد من البعثات الفضائية القادمة التي يمكن أن تقلل العطش المتزايد للأدلة على لغز الميثان:
يقول وليام بوينتون ، من جامعة أريزونا ، إن مركبة الهبوط فينيكس ، المقرر إطلاقها في أغسطس 2007 ، ستذهب إلى منطقة غنية بالجليد بالقرب من القطب الشمالي ، و "حفر الأوساخ وتحليل الأوساخ ، جنبًا إلى جنب مع الجليد". الذي سيوجه المهمة. سيقيس مطياف كتلة الهبوط نظائر أي ميثان عالق في التربة ، إذا كان التركيز كافياً. يقول بوينتون: "لن نتمكن من قياس نسبة النظائر (في الغلاف الجوي) ، لأنها لن تكون عالية التركيز بما فيه الكفاية".
* مختبر علوم المريخ ، المقرر إطلاقه في وقت ما بين 2009 و 2011 ، عبارة عن عربة نقل سعتها 3000 كيلوغرام من ست عجلات ومعبأة بالأجهزة العلمية. قد يكون كل من مطياف الليزر القابل للضبط وكروماتوجراف الغاز الطيفي قادرًا على اختراق نسب النظائر للكربون والعناصر الأخرى.
* قد يحمل جهاز Beagle 3 ، وهو خليفة جهاز Beagle 2 المفقود في الفضاء البريطاني ، مطياف كتلة محسنًا قادرًا على قياس نسب نظائر الكربون ، ولكن لم تتم الموافقة على المشروع بعد. لن يتم إطلاق الطائرة حتى عام 2009 على الأقل.
من تواريخ الإطلاق هذه ، من الواضح أن هيئة المحلفين حول هذا الشخص الذي لا يجب أن يبقى محجوزًا لسنوات ، حتى يمكن بث البيانات الثابتة عن مصدر الميثان على كوكب المريخ في قاعة المحكمة العلمية. في هذه المرحلة ، من الإنصاف القول أن العديد من الشهود الخبراء يأخذون إمكانية الحصول على مصدر حيوي على محمل الجد. على سبيل المثال ، يقول فلاديمير كراسنوبولسكي ، الذي قاد أحد الفرق التي وجدت غاز الميثان على هذا الكوكب ، "أعتقد أن البكتيريا هي مصادر معقولة للميثان على كوكب المريخ ، وهو المصدر الأكثر ترجيحًا." لكنه يتوقع أن يتم العثور على الميكروبات في الواحات ، لأن ظروف المريخ معادية جدًا للحياة. أعتقد أن هذه البكتيريا قد تكون موجودة في بعض الأماكن حيث تكون الظروف دافئة ورطبة. "
يشير تيموثي كرال من جامعة أركنساس ، الذي يزرع الميثانوجينات من أجل لقمة العيش ، إلى أن هذه الملاحظة تشير إلى وضع مربح للجانبين لأولئك الذين يريدون العثور على حياة على كوكب المريخ. إذا كانت الكواكب والمذنبات ، كما تشير الحسابات ، ليس من المرجح أن تقوم بتوصيل الميثان إلى المريخ ، فإما أن الكائنات الحية التي تصنع الميثان يجب أن تعيش في باطن الأرض ، أو أن يكون المكان دافئًا بما يكفي لتوليد الأبيوجين.
يقول كرال: "على الرغم من أن هذا ليس مؤشرًا على الحياة مباشرة ، إلا أنه مؤشر على وجود الاحترار". في هذه الظروف ، "هناك حرارة وطاقة لتنمو الكائنات الحية."
لقد تغير الكثير في العام الماضي. يقول كرال ، الذي أمضى اثني عشر عامًا في زراعة الميثانوجينات في بيئة مريخية محاكاة ، "قبل العام الماضي ، عندما سأل الناس عما إذا كنت أعتقد أن هناك حياة على المريخ ، كنت أضحك. لن أكون في هذا العمل إذا لم أكن أعتقد أنه ممكن ، ولكن لم يكن هناك دليل حقيقي على أي حياة. ثم فجأة ، في العام الماضي ، وجدوا الميثان في الغلاف الجوي ، ولدينا فجأة قطعة من الأدلة العلمية الحقيقية تقول أنه من الممكن "أن المريخ هو ثاني كوكب حي.
المصدر الأصلي: علم الأحياء الفلكي التابع لناسا
