Źródła niewielkich ilości metanu aktywne na Marsie

Metan to bezbarwny i bezwonny związek organiczny, który m.in. wchodzi w skład gazu ziemnego. Na Ziemi może powstawać np. w wyniku beztlenowego rozkładu szczątek roślin. Obecność metanu może więc – choć wcale nie musi – świadczyć o obecności życia. Dlatego sondy wysłane na Marsa miały za zadanie m.in. szukać śladów metanu.

Dnia 16 czerwca 2013 r. sonda Mars Express krążąca na orbicie Marsa wykryła - dzięki pomiarowi spektrometrem PFS (Planetary Fourier Spectrometer) – obecność metanu w atmosferze Marsa w okolicy Krateru Gale. Krater Gale to dla nas, Ziemian, ważne miejsce na Marsie: wylądował tam łazik Curiosity. Łazik ten dokładnie dzień przed pomiarami sondy Mars Express również wykrył w tym samym rejonie – tym razem przy powierzchni Marsa – obecność metanu.

Ślady metanu odkryto po raz pierwszy na Marsie w 2004 r., ale ponieważ była to niewielka ilość bliska błędu pomiarowego, część naukowców uznała to wtedy za niepewny wynik. Rejestracja metanu w 2013 r. dokonana przez dwa niezależne instrumenty daje jednak większą pewność, że metan na Marsie to nie pomyłka.

Naukowcy wzięli więc pod lupę wyniki. I przeanalizowali, co właściwie mogło być źródłem metanu zarejestrowanego przez dwie niezależne sondy. Wyniki opublikowano w "Nature Geoscience". W analizie tych danych prowadzonej przez dr Marca Giurannę brała udział dr Paulina Wolkenberg z Centrum Badań Kosmicznych PAN i włoskiego Istituto Nazionale di Astrofisica i Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali.

Stężenie metanu w tych dwóch pomiarach z 2013 r. było niewielkie. "W pomiarach sondy Mars Express było to około 15 cząsteczek metanu na miliard innych cząsteczek, podczas gdy na Ziemi stężenie metanu jest około 150 razy większe" - mówi dr Wolkenberg. Dodaje, że był to tylko czasowy (i miejscowy) pik w pomiarach.

"To było epizodyczne pojawienie się metanu. On może się wydzielać tylko co jakiś czas. I w niektórych miejscach" - mówi dr Wolkenberg.

Dzięki modelom cyrkulacji atmosfery marsjańskiej naukowcy zrobili symulację, skąd metan mógł się w rejonie Krateru Gale wziąć. Przeprowadzono również analizy geologiczne, m.in. zdjęć powierzchni Marsa, aby zidentyfikować struktury, w których gaz ten mógł uwalniać się do atmosfery.

Z analiz wynikło, że tym, co zarejestrowano, była prawdopodobnie niewielka ilość metanu uwięziona pod powierzchnią Marsa, która w którymś momencie się stamtąd uwolniła i trafiła do atmosfery. Wyliczono, że źródło metanu powinno znajdować się ok. 500 km na wschód od Krateru Gale.

Powstały dwie hipotezy. Jedna z nich zakłada, że metan może być uwięziony pod powierzchnią Marsa pod lodem powierzchniowym. Przy większych temperaturach lód może pękać, a niewielkie ilości metanu – uwalniać. Druga z hipotez z kolei przewiduje, że metan mógł powstać pod wpływem reakcji skały – oliwinu – z wodą. W reakcji oliwinu z wodą w obecności CO2 i innych katalizatorów powstaje serpentyn. Uwolniony wodór w tej reakcji łączy się z dwutlenkiem węgla tworząc metan. Obecność wody w niskiej temperaturze od 40 do 90°C jest wymagana, aby proces mógł zachodzić około 2 km pod powierzchnią. Metan mógłby być uwalniany poprzez pęknięcia w skałach i w gruncie.

Nie jesteśmy w stanie rozróżnić, czy metan, który obserwujemy jest pochodzenia organicznego – a więc czy jest dowodem na istnienie życia – czy nieorganicznego.

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl