Πού πηγαίνει το μεθάνιο του Άρη; Νέα μελέτη παρέχει πιθανή απάντηση, με επιπτώσεις στην αναζήτηση της ζωής.
Για αιώνες, οι επιστήμονες έκαναν εικασίες για την ύπαρξη ζωής στον Άρη. Αλλά ήταν μόνο μέσα στα τελευταία 15 χρόνια που η αναζήτηση για ζωή (παρελθόν και παρόν) άρχισε πραγματικά να θερμαίνεται. Ήταν εκείνη τη στιγμή που το μεθάνιο, ένα οργανικό μόριο που σχετίζεται με πολλές μορφές ζωής εδώ στη Γη (δηλαδή μια «βιολογική υπογραφή») εντοπίστηκε στην ατμόσφαιρα του Άρη.
Από τότε, οι προσπάθειες μελέτης του ατμοσφαιρικού μεθανίου του Άρη έχουν δώσει διαφορετικά αποτελέσματα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, έχει βρεθεί μεθάνιο που ήταν αρκετές φορές υψηλότερες από τις κανονικές συγκεντρώσεις του. σε άλλες απουσίαζε. Αναζητώντας να απαντήσει σε αυτό το μυστήριο, μια διεπιστημονική ομάδα από Πανεπιστήμιο Aarhus πρόσφατα διεξήγαγαν μια μελέτη όπου διερεύνησαν έναν πιθανό μηχανισμό για την απομάκρυνση του μεθανίου από την ατμόσφαιρα του Άρη.
Στον Άρη, η παραγωγή μεθανίου φαίνεται να είναι εποχιακής φύσης, κυμαινόμενη από περίπου 0,24 μέρη ανά δισεκατομμύριο (ppb) στο βόρειο ημισφαίριο κατά τη διάρκεια του χειμώνα έως περίπου 0,65 ppb κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Ταυτόχρονα, έχουν εντοπιστεί εκτεταμένα λοφία που δείχνει ότι απελευθερώνεται περιοδικά και από διακριτές περιοχές. Σε δύο περιπτώσεις, το ρόβερ Curiosity έτυχε να βρίσκεται κοντά σε λοφία. σε Δεκέμβριος του 2014 και πάλι πίσω Ιούνιος .
Προσομοίωση αιολικής διάβρωσης στον Άρη. Γραφικά: Mars Simulation Laboratory/AU
Διάφοροι μηχανισμοί έχουν προταθεί τόσο για την παραγωγή όσο και για την εξαφάνιση αυτού του μεθανίου με τα χρόνια. Όσον αφορά την παραγωγή, αυτές κυμαίνονται από μη βιολογικές διεργασίες όπως η σερπεντινοποίηση (αλληλεπιδράσεις μεταξύ νερού, διοξειδίου του άνθρακα και πετρώματος ολιβίνης) έως τη βιολογική παραγωγή από μικρόβια. Όσο για το πώς αφαιρείται, αυτό έχει παραμείνει επίσης μυστήριο, αλλά ακόμη περισσότερο.
Ο πιο προφανής μηχανισμός είναι η φωτοχημική αποδόμηση, όπου η υπεριώδης ακτινοβολία από τον Ήλιο προκαλεί τη διάσπαση του μεθανίου σε διοξείδιο του άνθρακα, φορμαλδεΰδη και μεθανόλη. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία δεν μπορεί να εξηγήσει πώς το ατμοσφαιρικό μεθάνιο εξαφανίζεται τόσο γρήγορα, που είναι το πιο σημαντικό μέρος της διαδικασίας.
Για χάρη της μελέτης τους, που πρόσφατα εμφανίστηκε στο επιστημονικό περιοδικόΙκάρος, η ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Aarhus Εργαστήριο προσομοίωσης Άρη πρότεινε ότι το «αλάτι» θα μπορούσε να είναι υπεύθυνο. Ουσιαστικά, υποστηρίζουν ότι η διάβρωση που προκαλείται από τον άνεμο θα μπορούσε να είναι υπεύθυνη για τον ιονισμό του μεθανίου σε ενώσεις όπως το μεθύλιο (CH3), μεθυλένιο (CH2), και καρβίνη (CH).
Η εντύπωση του καλλιτέχνη που απεικονίζει τον διαχωρισμό του σκάφους ExoMars 2016 Schiaparelli που χωρίζεται από το Trace Gas Orbiter. Πίστωση: ESA/ATG medialab
Χρησιμοποιώντας ορυκτά ανάλογα με τον Άρη, όπως ο βασάλτης και ο πλαγιόκλας, η ομάδα διαπίστωσε ότι αυτά τα στερεά θα μπορούσαν να οξειδωθούν και τα αέρια να ιονιστούν κατά τη διάρκεια των διεργασιών διάβρωσης - δείχνοντας έτσι ότι το ιονισμένο μεθάνιο αντιδρά και συνδέεται με ορυκτές επιφάνειες. Βρήκαν επίσης ότι τα άτομα πυριτίου στην πλαγιόκλαση (ένα κύριο συστατικό στο επιφανειακό υλικό του Άρη) συνδέονται με τα άτομα άνθρακα που υπάρχουν στην ομάδα μεθυλίου που προέρχεται από το μεθάνιο.
Με βάση αυτά τα αποτελέσματα, η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτός ο μηχανισμός είναι πολύ πιο αποτελεσματικός από τη φωτοχημική διαδικασία και θα μπορούσε να εξηγήσει πώς το μεθάνιο αφαιρείται από την ατμόσφαιρα του Άρη και εναποτίθεται στο έδαφος του στα παρατηρούμενα χρονικά πλαίσια. Αλλά αυτό που είναι ίσως πιο ενδιαφέρον είναι οι επιπτώσεις που έχουν αυτά τα ευρήματα στην πιθανή ύπαρξη ζωής στον Άρη.
Εκτός από τις επιδράσεις του στο μεθάνιο, η μελέτη έδειξε επίσης ότι η έρευνα αυτών των ορυκτών μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό αντιδραστικών χημικών ουσιών οξυγόνου όπως υπεροξείδια, υπεροξείδια και άλλες χημικές ουσίες που είναι πολύ τοξικές για τους οργανισμούς - συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων. Η παρουσία αυτών των ενώσεων ουσιαστικά σημαίνει ότι υπάρχουν λίγες πιθανότητες να υπάρχει ζωή πάνω ή κοντά στην επιφάνεια του Άρη.
Η ιδέα αυτού του καλλιτέχνη απεικονίζει το ρόβερ Mars 2020 της NASA να εξερευνά τον Άρη. Πίστωση: NASA
Κοιτάζοντας το μέλλον, η ομάδα σκοπεύει να διεξαγάγει μελέτες παρακολούθησης για να εξετάσει τι συμβαίνει με το δεσμευμένο μεθάνιο, το πιο πολύπλοκο οργανικό υλικό που μπορεί να προέρχεται από τον Άρη ή να έχει εναποτεθεί από μετεωρίτες. Εν ολίγοις, θέλουν να δουν εάν η ίδια διαδικασία διάβρωσης θα μπορούσε να είναι υπεύθυνη για την αλλαγή ή την αφαίρεση αυτού του υλικού καθώς πρόκειται για ατμοσφαιρικό μεθάνιο.
Τα αποτελέσματα αυτών των ερευνών ελπίζουμε ότι θα ρίξουν επιπλέον φως σε ένα βασικό ερώτημα που σχετίζεται με την αναζήτηση ζωής στον Άρη – δηλαδή πώς διατηρούνται τα οργανικά υλικά στο περιβάλλον του Άρη. Θα ενημερώσουν επίσης μελλοντικές αποστολές στον Άρη που θα αναζητούν ενδείξεις ζωής, όπως αυτή της ESA ExoMars 2020 rover και της NASA Μάρτιος 2020 rover (και τα δύο έχουν προγραμματιστεί να φτάσουν το 2021).
Περαιτέρω ανάγνωση: Πανεπιστήμιο Aarhus , Ικάρος