A marsi élet jelei?

Az egykori marsi életre utaló kémiai jeleket találtak. Ám a megfigyelésre más magyarázat is lehetséges.

A NASA Curiosity marsjárója üledékes mintákat elemezve találta a kémiai jeleket. A felfedezésről a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban jelent meg közlemény, és az egykori marsi biológiai folyamatok mellett szóló eddigi legerősebb bizonyítékok közé tartozik.

A Curiosity 2012 óta vizsgálódik a Gale-kráterben. A becsapódási kráterben 3 milliárd évvel ezelőtt, amikor a Mars éghajlata a mainál barátságosabb volt, egy folyó deltatorkolata és egy tó lehetett. A Curiosity kutatói olyan ősi üledékeket vizsgáltak, amelyekben földtörténeti léptékkel mérve is hosszú időn keresztül rakódott le a víz szállította hordalék. A mintán számos vizsgálatot végeztek el, többek közt mérték a szénizotópok arányát.

Mint ismert, a szénnek két stabil izotópja van, a szén–12 és a szén–13. A Földön előforduló szén 98,9%-a szén–12, amelynek atommagját 6 proton és 6 neutron alkotja. A többi földi szén viszont a 13-as tömegszámú izotóp, amelynek a magjában eggyel több neutron található. A szén harmadik izotópja, a szén–14 (8 neutronnal a magjában) ezzel szemben instabil és rendkívül ritka, csupán billiomodrésznyi arányban van jelen. Felezési ideje 5730 év, ami jól használhatóvá teszi az archeológiában szerves maradványok korának meghatározásához. A C–12 és a C–13 aránya a Naprendszerben lényegében ma is mindenütt ugyanakkora, mint amekkora 4,6 milliárd évvel ezelőtt a szoláris ősködben volt. A Földön viszont a karbonciklusnak nevezett folyamat miatt, különböző geológiai és biológiai folyamatok eredményeképpen megváltozhat a két izotóp aránya, ami a légkör, a kőzetek, a talaj és a víztömegek közötti széncsere eredménye. A könnyebb C–12 izotóp könnyebben alkot kémiai kötéseket, és valamivel gyorsabban vesz részt a kémiai folyamatokban, mint az egy atomi tömegegységgel nehezebb izotóp, ezért a C–12 nagyobb valószínűséggel épül be az élő anyagba. Következésképpen a biogén szénvegyületek valamivel kevesebb C–13-at tartalmaznak, mint a légkör és a kőzetek.

A Stimson homokkő formáció a Gale-kráterben a Curiosity rover Mast Camerája felvételén. Ezen a területen vette a marsjáró az Edinburgh fúrólyukból azt a mintát, amelyben a C–12 vártnál nagyobb koncentrációját mérték. (Kép: NASA / Caltech-JPL / MSSS)

A Curiosity kutatói Christopher H. House (Penn State) vezetésével azt állapították meg, hogy több, a Gale-kráterben gyűjtött minta sokkal kevesebb C–13 izotópot tartalmazott (a C–12-höz viszonyítva), mint a Mars légkörének legnagyobb részét alkotó szén-dioxid és a Földre érkezett, marsi eredetű meteoritok. A C–13 ilyen mértékű elszegényedése a Földön a sztromatolitoknak nevezett réteges üledékformációkban fordul elő. Ezeket a 2,7 milliárd éves maradványokat egykor olyan mikroorganizmusok hozhatták létre, amelyek metánt fogyasztottak. (A Marson jelenleg a metán csak milliárdod résznyi koncentrációban (ppb) fordul elő, bár hirtelen ugrásszerű növekedéseket, tüskéket is kimutattak. Mindamellett a mérések ellentmondóak, a metán eredete tudományos viták tárgya, amint arról portálunkon többször is beszámoltunk – lásd ebben a cikkünkben és az ott felsorolt előzményekben).

House szerint a C–13 megfigyelt mértékű hiányára több magyarázat is adható, közülük kettő puszta kémiai reakció, nincs köze biológiai tevékenységhez, míg a harmadik állhat kapcsolatban az esetleges egykori mikrobiális élettel. Bármelyikről is legyen szó, mindegyik további, alaposabb vizsgálatokat igényel. Lehetséges, hogy metánnal táplálkozó mikrobák vonták ki és raktározták el az üledékben a metánt, erre azonban nincs értékelhető és egyértelmű bizonyíték („forró nyom”). Ugyanakkor a Nap ibolyántúli sugárzása és a szél eróziós hatása szintén elősegíthette a metán megkötését a Mars felszínét alkotó anyagokban.

Egy másik, Highfieldnek nevezett fúrólyuk, ugyancsak a Curiosity fúrása a Gale-kráterben, de a Vera Rubin-gerincen. A fúrásból származó porban ugyancsak a vártnál több C–12-t találtak. (Kép: NASA / Caltech-JPL / MSSS)

Továbbá a C–13 elszegényedését olyan folyamatok is magyarázhatják, amelyeknek semmi közük a metánhoz. Az egyik „metánmentes” magyarázat szerint, mivel a Naprendszer 230 millió éves periódussal kering a Tejútrendszer középpontja körül, időnként áthalad ritka csillagközi gáz- és porfelhőkön, amelyek anyagában más lehet a két stabil szénizotóp aránya, mint a szoláris ősködben. A folyamatnak a Földön sikerült a nyomaira bukkanni. Geokémikusok feltételezése szerint a Marson a kozmikus por összegyűlhetett a gleccserek felszínén, majd amikor a gleccserek megolvadtak, akkor az eltérő izotóparányú kozmikus por bekerült az üledékbe. A kézenfekvő elképzelése szépséghibája, hogy semmiféle bizonyíték sem támasztja alá, hogy a Gale-kráterben valaha gleccserek lettek volna.

A másik „metánmentes” magyarázat szerint az izotóparány akkor is megváltozhat, amikor a Nap UV-sugárzása a Mars légkörében lévő szén-dioxidot és vízgőzt formaldehiddé és más szerves molekulákká alakítja. A földi laboratóriumokban lejátszódik ugyan a folyamat, de csak különleges katalizátorok jelenlétében, arra viszont ugyancsak nincs bizonyíték, hogy a szükséges katalizátorok jelen lennének vagy lettek volna a Mars légkörében.

Kapcsolódó cikkek:
Marsi metán: újabb ötlet
Szerves anyagok a Marson
Újabb kőzetfúrás a Marson
Mit csinál majd a Curiosity? (2. rész)

Kapcsolódó linkek:
Szénizotópok aránya és a marsi élet lehetősége (Sky & Telescope)