A metán és az élet nyomában a Marson

A Mars légkörében lévő metánnal kapcsolatos legfontosabb kérdés, hogy biogén vagy abiogén úton keletkezett. Az új földi vizsgálatok sivatagi talajokban mutattak ki olyan metántermelő baktériumokat, amelyek talán a vörös bolygón is megélnének.

Forrás: Malin Space Science SystemVilágos peremű kráterek a Hematit-régióban

A Föld légkörében lévő metán nagyobb részét úgynevezett metanogén baktériumok termelik. Ezekről eddig azt gondoltuk, hogy csak a felszín alatt, a kőzetek repedéseiben, esetleg a tengerek aljzatán, a légkörtől elzárt környezetben találhatók. Egy új felmérés azonban rámutatott: egyes földi sivatagokban a felszíni homoktakaróban is előfordulhatnak. A jelenség a vörös bolygó szempontjából érdekes, a Mars légkörében ugyanis szintén van egy kevés metán. Ez elméletileg  abiogén úton is létrejöhet, de az esetleg ott előforduló élőlények tevékenységét sem lehet kizárni.

Metántermelő baktériumok a Földön és a Marson?

Mivel a metántermelő földi baktériumok nem kedvelik oxigénben gazdag légkörünket, sokáig úgy tartották, hogy bolygónk felszínén nem is fordulnak elő. Ennek ellenőrzése céljából több földi sivatagi környezetekből gyűjtöttek mintát a szakemberek. A kijelölt helyszínek a Marshoz bizonyos szempontból hasonló vidékek voltak: a Mars Desert Research Station helyszíne a San Rafael-sivatagban Utah államban, a Halál-völgye, Idaho állam egy szintén sivatagos vidéke, valamint az Antarktisz száraz területei - emellett az élet kutatása szempontjából napjaink legnépszerűbb helyszíne: a hihetetlenül száraz Atacama-sivatag.

A fenti helyszíneken gyűjtött anyag segítségével a talajban képződő gázokat vizsgálták. A Utah államból származó mintáknál öt közül három esetben azonosítottak metánt, míg a többi helyszínen kevesebb sikerrel jártak. A metánkibocsátás a feltételezett baktériumok által hasznosítható tápanyag hozzáadása után megnőtt, ami arra utal, hogy a gázt élő szervezetek termelték. Természetesen ezek csak első eredmények, és egyelőre nem sikerült teljesen bebizonyítani, hogy a jelenséget valóban a feltételezett baktériumok hozták létre.

A felfedezés igen fontos lehet. Amennyiben kiderül, hogy metanogén baktériumok földi környezetben a felszín közelében is előfordulnak, érdemes lesz megvizsgálni, vajon megélhetnének-e hasonló organizmusok a vörös bolygó még zordabb viszonyai között. Ugyanakkor a jövő űrszondái részére a felszínhez közeli metán vizsgálatára is érdemes műszereket fejleszteni és tesztelni.

Egy harmadik lehetséges metánforrás

A légköri metán és a vörös bolygó felszíne között már sokan kerestek kapcsolatot. Dorothy Oehler (NASA Johnson Űrközpont) a fent említett biogén és abiogén metánforrások mellett egy harmadik lehetőségre is felhívta a figyelmet: ez az esetleg egykor élt, de mára elhalt marsbéli élőlények maradványa. A Földön összefoglalóan kerogéneknek nevezett, eltemetett ősi szerves anyagból metán szivárog a felszínre - jelentős részét célirányosan ki is termelik, földgáz néven. Ez a Földön elsősorban biogén eredetű lehet, bár több olyan elgondolás is napvilágot látott, amely szerint a felszín alatti szénhidrogén jelentős része ősi, úgynevezett primordiális eredetű, és főleg a bolygónkra hulló meteoritokból halmozódott fel, majd később geológiai folyamatok temették be.

Hasonló folyamat elképzelhető a Marson is, például a Hematit-régióban, ahol az Opportunity marsjáró landolt. Az itt talált hematit ugyanis vizes környezetben keletkezett. Nem kizárt, hogy az egykori vizes környezetben baktériumok tenyésztek, amelyek elpusztult és betemetett anyagából ma metán szivároghat a felszínre. A régió krátereinek peremén látható világos gyűrű egyesek szerint a felszín alól, a kráter repedései mentén felfelé szivárgó metánnal kapcsolatosak. Bár itt van a legtöbb ilyen kráter, több becsapódásnyomnál látszik hasonló máshol is a bolygón. A világos gyűrű egyéb folyamatokkal, gyakran egyszerűen a felszín alól kibukkanó világos alapkőzet megjelenésével, avagy régebben képződött sós üledékek kiválásával is magyarázható.

Világos peremű kráterek a Hematit-régióban. A vörös nyilak olyan kráterperemekre mutatnak, amelyek színét talán a felfelé szivárgó metán hozta létre. A fekete nyíl pedig egy olyan világos peremet mutat, ahol a színért a felszín alól kibukkanó világos alapkőzetet felel (fotó: Malin Space Science System)

Nem biztos tehát, hogy a Marson a felfelé szivárgó metán okozza a színváltozást, bár hasonlóan kivilágosodott területeket az USA Utah államának sivatagos vidékein is találtak, és kapcsolatba is hoztak már metánnal. Bolygónkon valószínűleg a felszín alól szivárgó gáz segíti elő a felszíni vas-oxid piritté alakulását, amely színváltozásként figyelhető meg.

A marsi analógiával van még egy probléma. A Földön a belső hőtől szabadul fel a metán, a vörös bolygónak azonban sokkal kevesebb a belső hője, emellett kevésbé lehetnek betemetve az egykori üledékek. Elképzelhető azonban, hogy a becsapódások hője révén képződött metán a feltételezett kerogénből, amely ezért a becsapódások helyszínein, a kráterek területén szivárog ki.