Marikh. Kredit gambar: NASA Klik untuk membesarkan
Adakah mikroba membuat metana yang dijumpai di Marikh, atau adakah gas hidrokarbon berasal dari proses geologi? Ini adalah soalan yang ingin dijawab oleh semua orang, tetapi tidak ada yang dapat. Apa yang diperlukan untuk meyakinkan juri?
Banyak pakar mengatakan kepada Astrobiology Magazine bahawa cara terbaik untuk menilai sama ada metana mempunyai asal biologi adalah dengan melihat nisbah karbon-12 (C-12) hingga karbon-13 (C-13) dalam molekul. Organisma hidup lebih suka mengambil isotop C-12 yang lebih ringan ketika mereka menyusun metana, dan tanda kimia itu tetap ada sehingga molekul itu hancur.
"Mungkin ada cara untuk membedakan asal-usul metana, sama ada biogenik atau tidak, dengan menggunakan pengukuran isotop stabil," kata Barbara Sherwood Lollar, ahli kimia isotop di University of Toronto.
Tetapi isyarat isotop halus, paling baik dilakukan dengan spektrometer tepat yang diletakkan di permukaan martian dan bukannya pada orbit kapal angkasa yang mengorbit.
Dan ada komplikasi. Untuk satu perkara, tahap metana martian rata-rata 10 bahagian per bilion (ppb) mungkin terlalu samar untuk pengukuran isotop yang tepat, bahkan untuk spektroskop yang diletakkan di Marikh. Nisbah metana C-12 hingga C-13 sahaja tidak selalu menjadi bukti kehidupan. Sebagai contoh, medan ventilasi hidrotermal "Lost City" di Lautan Atlantik tidak menunjukkan tanda tangan isotop yang jelas, kata James Kasting, profesor sains bumi dan mineral di Universiti Penn State.
"Metana tidak pecahan kuat, tetapi mereka masih menganggapnya biologi," kata Kasting. "Di Lost City, anda tidak dapat mengetahui sama ada biologi atau tidak oleh isotop. Bagaimana kita akan mengetahuinya di Marikh? "
Dengan memperluas carian, balas Sherwood Lollar. Daripada mengukur hanya karbon, dia menyarankan untuk mengukur isotop hidrogen, kerana sistem biologi juga lebih suka hidrogen (H) daripada deuterium yang lebih berat (2H).
Pendekatan kedua akan melihat hidrokarbon yang lebih panjang dan berat - etana, propana dan butana - yang berkaitan dengan metana, dan yang kadang-kadang muncul dengan metana biogenik atau abiogenik. Sherwood Lollar mengesan hidrokarbon ini semasa menyiasat metana abiogenik yang terperangkap dalam liang di batu kuno di Perisai Kanada, deposit besar batuan igneus Precambrian. "Apabila air terperangkap dalam jangka waktu yang sangat lama," katanya, reaksi abiogenik antara air dan batuan menjadikan metana, etana, propana dan butana.
Sekiranya hidrokarbon abiogenik rantai lebih lama pernah dikesan di atmosfer Mars, bagaimana kita dapat membezakannya dari hidrokarbon serupa yang merupakan produk pemecahan kerogen, sisa bahan hidup yang terurai? Jawapannya, Sherwood Lollar berulang, dapat dijumpai di isotop. Rantai hidrokarbon abiogenik akan mengandungi bahagian isotop yang lebih tinggi daripada rantai hidrokarbon yang berasal dari pemecahan kerogen.
"Misi masa depan ke Mars merancang untuk mencari kehadiran hidrokarbon yang lebih tinggi dan juga metana," kata Sherwood Lollar. "Jika pola isotop ini dapat diidentifikasi dalam metana dan etana martian misalnya, maka jenis maklumat ini dapat membantu menyelesaikan asal-usul abiogenik berbanding biogenik."
Isotop menonjol dalam beberapa misi ruang angkasa yang akan datang yang dapat menghilangkan rasa haus akan bukti mengenai misteri metana:
* Lander Phoenix, yang dijadualkan dilancarkan pada bulan Ogos 2007, akan pergi ke kawasan yang kaya dengan ais berhampiran Kutub Utara, dan "menggali kotoran dan menganalisis kotoran, bersama dengan ais," kata William Boynton dari University of Arizona, siapa yang akan mengarahkan misi. Spektrometer massa pendarat akan mengukur isotop dalam metana yang terperangkap di dalam tanah, jika kepekatannya mencukupi. "Kami tidak akan dapat mengukur nisbah isotop [di atmosfera], kerana kepekatannya tidak akan cukup tinggi," kata Boynton.
* Mars Science Laboratory, yang dijadualkan dilancarkan antara tahun 2009 dan 2011, adalah sebuah roda tiga roda seberat 3.000 kilogram yang penuh dengan instrumen saintifik. Spektrometer laser dan spektrometer massa-gas kromatograf yang dapat diselaraskan mungkin dapat meningkatkan nisbah isotop karbon dan unsur-unsur lain.
* Beagle 3, penerus Beagle 2 yang hilang di ruang angkasa Britain, mungkin membawa spektrometer massa yang lebih baik yang mampu mengukur nisbah isotop karbon, tetapi projek itu masih belum disetujui. Kapal itu tidak akan dilancarkan sekurang-kurangnya pada tahun 2009.
Dari tarikh pelancaran ini, jelas para juri mengenai siapa-siapa-ia mesti tetap diasingkan selama bertahun-tahun, sehingga data keras mengenai sumber metana di Marikh dapat disiarkan di ruang sidang ilmiah. Pada ketika ini, wajar untuk mengatakan bahawa banyak saksi pakar memandang serius kemungkinan sumber biogenik. Sebagai contoh, Vladimir Krasnopolsky, yang memimpin salah satu pasukan yang menemui metana di planet ini, mengatakan, "Bakteria, saya fikir, adalah sumber metana yang masuk akal di Marikh, sumber yang paling mungkin." Tetapi dia mengharapkan mikroba dapat ditemukan dalam oase, "kerana keadaan martian sangat memusuhi kehidupan. Saya rasa bakteria ini mungkin ada di beberapa lokasi di mana keadaannya panas dan basah. ”
Pemerhatian itu menunjukkan kemungkinan situasi menang-menang bagi mereka yang ingin mencari kehidupan di Marikh, kata Timothy Kral dari University of Arkansas, yang menumbuhkan metanogen untuk mencari nafkah. Sekiranya, seperti yang ditunjukkan oleh perhitungan, asteroid dan komet tidak mungkin membawa metana ke Marikh, maka baik organisma pembuatan metana mesti tinggal di bawah permukaan tanah, atau ada tempat di mana cukup panas untuk generasi abiogenik.
"Walaupun itu bukan petunjuk hidup secara langsung, itu adalah petunjuk bahawa ada pemanasan," kata Kral. Dalam keadaan seperti itu, "ada haba, tenaga untuk organisma tumbuh."
Banyak yang telah berubah pada tahun lalu. Kral, yang telah menghabiskan belasan tahun untuk menumbuhkan metanogen dalam lingkungan simulasi, mengatakan, “Sebelum tahun lalu, ketika orang bertanya apakah saya mengira ada kehidupan di Marikh, saya akan tertawa. Saya tidak akan menceburkan diri dalam perniagaan ini jika saya tidak menganggapnya mungkin, tetapi tidak ada bukti nyata untuk kehidupan. Kemudian, secara tiba-tiba, tahun lalu, mereka menjumpai metana di atmosfer, dan kami tiba-tiba mendapat sekeping bukti saintifik yang nyata yang mengatakan bahawa mungkin ”bahawa Mars adalah planet kedua yang hidup.
Sumber Asal: Astrobiologi NASA
