Tín dụng hình ảnh: ESA
Được coi là gợi ý về sự sống, bầu khí quyển khí mê-tan trên một hành tinh khác được coi là một trong bốn ứng cử viên tốt nhất để phát hiện các điều kiện có thể ở được bằng cách sử dụng viễn thám và kính viễn vọng. Mặc dù khí mê-tan có thể được tạo ra cả bằng các quá trình sinh học và phi sinh học, nó cũng bị suy thoái bởi các phương tiện phi sinh học, do đó nồng độ cao thường được hiểu là cần một nguồn để bổ sung. Nếu sự trao đổi chất là nguồn đó, thì một số điều kiện tiên quyết cho một hệ sinh thái ở trạng thái ổn định có thể đang diễn ra.
Trên trái đất có bốn loại khí liên quan đến sự hiện diện của sự sống và các điều kiện có thể ở được: hơi nước, carbon dioxide, metan và oxy phân tử (O2, hoặc proxy của nó, ozone O3). Nước rất cần thiết cho tất cả sinh học mà chúng ta hiểu ngày nay, trong khi việc trao đổi carbon dioxide và oxy tạo thành mặt nạ phòng độc cho quang hợp và thế giới thoáng khí. Khí chiếm ưu thế trên sao Hỏa ngày nay là do carbon dioxide.
Với khí mê-tan, có một số sinh vật biến chất cần tiêu thụ loại khí này để sinh tồn. Methanogenesis chuyển đổi carbon dioxide thành metan. Do các phản ứng hóa học mạnh nhanh chóng phá hủy (oxy hóa) khí mêtan ở bề mặt sao Hỏa, nếu ngày nay khí mêtan được tìm thấy, phải có một số bổ sung mang lại manh mối cho sinh học hoạt động. Sinh tổng hợp như vậy để lại một dấu hiệu phổ biến của sự sống ngay cả trong các mẫu vật nơi không có hóa thạch nhìn thấy được.
Michael J. Mumma thuộc Trung tâm bay không gian Goddard lần đầu tiên báo cáo trong một poster tại một hội nghị hành tinh gần đây [DPS] rằng việc tìm kiếm sơ bộ khí mê-tan bằng cả hai kính viễn vọng hồng ngoại trên mặt đất đã tìm thấy một điều thú vị. Cuộc khảo sát của ông đã đưa ra những dấu hiệu hấp dẫn về những gì có thể là vạch quang phổ mêtan trong bầu khí quyển sao Hỏa.
Những gợi ý này đã được xác nhận bởi quỹ đạo châu Âu, Mars Express. Sử dụng một thiết bị gọi là Máy quang phổ Fourier hành tinh (PFS), công trình được báo cáo trên tạp chí Nature đã xác định dấu vân tay phổ đặc trưng của mêtan. Vittorio Formisano thuộc Viện Vật lý Không gian liên hành tinh ở Rome và là nhà điều tra chính trong nhóm PFS cho biết, chúng tôi đã phát hiện ra khí mê-tan ở nồng độ mười phần tỷ.
Bầu khí quyển hiện tại mỏng hơn 99% so với Trái đất. Nhiệt độ bề mặt trung bình -64 F (-53 C), nhưng dao động trong khoảng 200 dưới 0 trong các đêm cực đến 80 F (27 C) tại các đỉnh giữa trưa gần xích đạo. Bức tranh toàn cầu về sao Hỏa đôi khi được so sánh trên mặt đất với các vùng khô ở Nam Cực, chỉ lạnh hơn.
Carbon, nitơ và metan sẽ là tiền chất khí cho những gì cần thiết để duy trì hoặc biến đổi sao Hỏa từ trạng thái khắc nghiệt hiện tại thành một hành tinh thân thiện với vi khuẩn ấm hơn. Bởi vì các nhà nghiên cứu tin rằng khí mê-tan có thể tồn tại trong bầu khí quyển sao Hỏa dưới 300 năm, nên bất kỳ khí mê-tan nào họ tìm thấy đều có thể được phát sinh từ các quá trình sinh học gần đây, ví dụ, do vi khuẩn sản xuất mêtan tạo ra. Liên kết chặt chẽ này mang lại cho methne cái tên ít khoa học hơn về khí đầm lầy.
Nhiệm vụ Mars Express của Châu Âu có khả năng phát hiện khí mê-tan trong bầu khí quyển sao Hỏa. Như Agustin Chicarro, Nhà khoa học Dự án Mars Express cho biết, các cuộc điều tra trên thế giới này sẽ cung cấp manh mối về lý do tại sao phía bắc của hành tinh này rất mịn và phía nam gồ ghề, làm thế nào các gò Tharsis và Elysium được nâng lên và liệu núi lửa hoạt động có tồn tại trên sao Hỏa ngày nay không .
Có một số vấn đề với việc cố gắng tìm hiểu lịch sử của khí mêtan và các loại khí nhà kính khác trên sao Hỏa. Không có bằng chứng nào trên sao Hỏa về các mỏ đá vôi lớn từ một tỷ năm đầu tiên, có liên quan trực tiếp đến một lượng lớn C02, một loại khí nhà kính.
Khí mê-tan - có thể được tạo ra một cách tự nhiên bởi các vụ phun trào núi lửa hoặc được tạo ra bởi cuộc sống nguyên thủy - do đó có thể là một mảnh ghép còn thiếu để tìm hiểu xem tàn dư hữu cơ có thể đã duy trì một sao Hỏa nguyên thủy hay không. Thời kỳ cuối cùng của núi lửa hoạt động trên sao Hỏa là tốt trước 300 năm qua mà khí mê-tan có thể tồn tại trong bầu khí quyển của ngày nay. Nhà nghiên cứu núi lửa của Đại học Buffalo, Tracy Gregg, nói với Tạp chí Astrobiology, đó là hoạt động bề mặt trẻ nhất được phát hiện cho đến nay (và có lẽ là 1 triệu năm tuổi, được coi là khá trẻ, và có thể là hoạt động tích cực trên Sao Hỏa) nằm trong khu vực có chứa không có cấu trúc núi lửa lớn dưới bất kỳ hình thức nào. Núi lửa khổng lồ của Mars Mars, Olymp Olymp đã hoạt động cho đến 100 triệu năm trước.
Các quan sát trước đây đã suy đoán về nồng độ metan cao tới 50-70 phần triệu, chứ không phải những gì Mars Express phát hiện là mười phần tỷ. Mức thấp này có thể không duy trì được mô hình toàn cầu gợi ý về sinh quyển, nhưng có thể hỗ trợ hệ sinh thái địa phương nếu khí mêtan có một số nguồn ngầm. Dù nồng độ cuối cùng có thể là gì, sự xuất hiện của nó trong một bầu không khí không ổn định như vậy đã có tầm quan trọng để làm sáng tỏ những bí ẩn của một sinh quyển martian. Ví dụ được nhắc đến nhiều nhất về nền kinh tế metan martian tập trung vào một sinh quyển sâu của sinh hóa giàu metan, hay methanogens yếm khí.
Nguồn gốc: Tạp chí Astrobiology
