Đồng bằng phía nam mờ vào đầu mùa xuân. Tín dụng hình ảnh: MSSS / JPL / NASA Bấm để phóng to
Việc phát hiện khí mêtan trong bầu khí quyển sao Hỏa đã thách thức các nhà khoa học tìm ra nguồn khí đốt, thường liên quan đến sự sống trên Trái đất. Một nguồn có thể loại trừ là lịch sử cổ đại: Khí mê-tan chỉ có thể tồn tại 600 năm trong bầu khí quyển sao hỏa trước khi ánh sáng mặt trời phá hủy nó.
Nếu nồng độ metan toàn cầu trên sao Hỏa là 10 ppb, thì trung bình 4 gram khí mêtan đang bị phá hủy mỗi giây bởi ánh sáng mặt trời. Điều đó có nghĩa là khoảng 126 tấn metan phải được sản xuất mỗi năm để đảm bảo nồng độ ổn định 10 ppb.
Có một cơ hội bên ngoài rằng khí mê-tan đang được đưa lên sao Hỏa bởi sao chổi, tiểu hành tinh hoặc các mảnh vụn khác từ vũ trụ. Các tính toán cho thấy các thiên thạch micromet có khả năng chỉ cung cấp 1 kg metan mỗi năm - vượt xa mức thay thế 126 tấn. Sao chổi có thể tạo ra một lượng lớn khí mê-tan, nhưng khoảng thời gian giữa các sao chổi lớn tác động trung bình 62 triệu năm, do đó, không có khả năng bất kỳ sao chổi nào phân phối khí mê-tan trong vòng 600 năm qua.
Nếu chúng ta có thể loại trừ việc phân phối mêtan, thì khí mêtan phải được sản xuất trên Sao Hỏa. Nhưng là sinh học nguồn, hoặc các quá trình không liên kết với cuộc sống?
Một tỷ lệ nhỏ khí mê-tan Earth Earth được tạo ra thông qua các tương tác phi sinh học (loại abiogen ') giữa carbon dioxide, nước nóng và một số loại đá nhất định. Điều này có thể xảy ra trên sao Hỏa? Có lẽ, James Lyons của Viện Vật lý địa vật lý và Hành tinh tại UCLA nói.
Những phản ứng này chỉ cần đá, nước, carbon và nhiệt, nhưng trên sao Hỏa, sức nóng sẽ đến từ đâu? Bề mặt hành tinh khác là đá lạnh, trung bình âm 63 độ C. Núi lửa có thể là một nguồn nhiệt. Các nhà địa chất nghĩ rằng vụ phun trào gần đây nhất trên Sao Hỏa ít nhất là 1 triệu năm trước - gần đây đủ để cho thấy Sao Hỏa vẫn hoạt động, và do đó nóng sâu bên dưới bề mặt.
Một lượng nhỏ khí mêtan trung bình 4 gram mỗi giây có thể đến từ một điểm nóng địa chất như vậy. Nhưng bất kỳ điểm nóng martian nào cũng phải sâu và cách nhiệt tốt với bề mặt, vì Hệ thống hình ảnh phát xạ nhiệt trên sao Hỏa Odyssey không tìm thấy vị trí nào ấm hơn ít nhất 15 độ C so với môi trường xung quanh. Tuy nhiên, Lyons nghĩ rằng nó vẫn có khả năng một khối magma sâu có thể cung cấp nhiệt.
Trong một mô hình máy tính của địa chất martian đơn giản hóa, một khối magma làm mát sâu 10 km, rộng 1 km và dài 10 km đã tạo ra nhiệt độ 375 đến 450 độ C, điều khiển sự sinh ra khí mê-tan ở các dải núi giữa đại dương trên Trái đất. Lyons nói, cơ thể của đá nóng như vậy là hoàn toàn hợp lý, không có gì lạ về nó, vì sao Hỏa có thể giữ lại một chút nhiệt từ sự hình thành hành tinh, giống như Trái đất.
Lyons khuyến khích chúng tôi nghĩ rằng đây là một kịch bản hợp lý để giải thích khí mê-tan trên sao Hỏa và chúng tôi sẽ không thấy chữ ký của con đê đó (cơ thể của đá nóng) trên bề mặt, Lyons nói. Đây là góc mà chúng ta đang theo đuổi; Đó là lời giải thích đơn giản nhất, trực tiếp nhất cho khí mêtan được phát hiện.
Mặc dù không ai có thể loại trừ các nguồn gây nghiện cho khí mê-tan trên sao Hỏa, nhưng khi bạn tìm thấy khí mê-tan trên Trái đất, bạn thường thấy công việc của methanogens, các vi khuẩn kỵ khí cổ đại xử lý carbon và hydro thành metan. Methanogens có thể sống trên sao Hỏa?
Để tìm hiểu, Timothy Kral, phó giáo sư khoa học sinh học tại Đại học Arkansas, đã bắt đầu trồng năm loại methanogens 12 năm trước trong đất núi lửa được chọn để mô phỏng đất martian. Giờ đây, ông Voi đã chỉ ra rằng methanogens có thể tồn tại trong nhiều năm trên đất hạt nhỏ, dinh dưỡng thấp, mặc dù khi được trồng trong điều kiện giống như sao Hỏa, chỉ bằng 2% áp suất khí quyển của Trái đất, chúng sẽ bị hút ẩm và không hoạt động sau vài tuần.
Đất có xu hướng khô, và chúng tôi đã có thể tìm thấy các tế bào khả thi; họ vẫn còn sống, nhưng họ không còn sản xuất khí mê-tan nữa, mà Kral nói.
Methanogens cần một nguồn carbon dioxide và hydro ổn định. Mặc dù carbon dioxide có rất nhiều trên sao Hỏa, nhưng hydro hydro là một dấu hỏi.
Vladimir Krasnopolsky, giáo sư nghiên cứu tại Đại học Công giáo Hoa Kỳ ở Washington D.C., đã phát hiện 15 phần triệu triệu hydro phân tử trong bầu khí quyển của Sao Hỏa. Có thể là hydro này đang thoát ra từ một nguồn sâu trong nội địa martian mà methanogens có thể sử dụng.
Nếu methanogens ở sâu bên trong Sao Hỏa, khí metan mà chúng tạo ra sẽ từ từ bay lên bề mặt. Cuối cùng, nó có thể đạt đến một điều kiện nhiệt độ áp suất, nơi nó sẽ bị mắc kẹt trong các tinh thể băng, tạo thành hydrat mêtan.
Nếu có một sinh quyển dưới bề mặt, methane hydrate sẽ là hậu quả không thể tránh khỏi, nếu mọi thứ hoạt động như trên Trái đất, thì Stephen Clifford thuộc Viện Mặt trăng và Hành tinh ở Houston, Texas.
Và có một lợi ích khác, Clifford cho biết thêm. Mêtan hydrat, Nhận sẽ là một tấm chăn cách nhiệt làm giảm đáng kể độ dày của mặt đất đóng băng trên Sao Hỏa, từ vài km ở xích đạo, đến có thể ít hơn một km. Nói cách khác, methane hydrate sẽ lưu trữ bằng chứng về sự sống và cách ly mọi sự sống còn lại từ nhiệt độ bề mặt cực lạnh.
Mặc dù dữ liệu về các điều kiện cách bề mặt martian khoảng một km là không tồn tại, bức tranh ngày càng lớn về sự phức tạp, kích thước và khả năng thích ứng của sinh quyển dưới lòng đất Earth chắc chắn cải thiện cơ hội tồn tại trong điều kiện tương đương bên trong Sao Hỏa. Sinh quyển dưới lòng đất Trái đất bao gồm phần lớn các vi khuẩn, một số trong đó sống ở độ sâu, áp lực và điều kiện hóa học từng được cho là không thể sống được với sự sống.
Sâu bên trong sao Hỏa có thể là một nơi khó kiếm sống, nhưng methanogens không phải là phù thủy, Kral nói. Chúng rất cứng, bền. Thực tế là chúng đã tồn tại từ khi bắt đầu sự sống trên Trái đất và tiếp tục là dạng sống chiếm ưu thế dưới bề mặt và sâu dưới đại dương, có nghĩa là chúng là những người sống sót, chúng đang làm rất tốt.
Nguồn gốc: NASA Astrobiology
