Aastakümneid kestnud otsingud on lõpuks kroonitud eduga: teadlased on lähedal sellele, kus süsinik ilmus punase planeedi pinnasesse ja atmosfääri.
Kuus aastat pärast Gale'i kraatris töötamist Marsi pinnal tegi Curiosity rover ehk kõige olulisema avastuse elumärkide otsimisel: punase planeedi kivine pind on täis orgaanilisi molekule ja aeg-ajalt imbub gaas isegi oma harvaesinevasse atmosfääri. metaan on orgaanilistest molekulidest kõige lihtsam. Võrdluseks: maakeral on süsinikuained elu alus.
Mõlemad avastused tehti Curiosity kogutud proovide analüüsi käigus. SAM-is, roveri miniatuurses keemialaboris, mida nimetatakse ka "ahjuks", röstitakse õhu, kivimi ja pinnase pisikesi fragmente, et neid molekulaarsel tasemel uurida. Nii leiti iidse mudakivi proovidest väga mitmesuguseid orgaanilisi molekule. Veel üks uuring, mis kestis vähemalt viis aastat, leidis Marsi atmosfääris regulaarselt metaani kõikumisi. Heitmete tipptase oli Marsi suvel. Tulemused avaldati ajakirjas Science.
Vaatamata sellele, kuidas need kujutlusvõimet erutavad, pole järeldused Marsi mineviku, oleviku ja tulevase elu kohta veel lõplikud - metaani leidub gaasihiiglaste atmosfääris kõikjal. Ja see ei räägi mingil juhul elu olemasolust: metaan moodustub voolava vee ja kuumutatud kivide banaalsest koostoimest. Lisaks on teada, et mõnes meteoriidis ja tähtedevahelises gaasipilves leidub ka teisi lihtsaid orgaanilisi molekule. “Marsi elu olemasolu on teaduslikult äärmiselt keeruline tõestada. See nõuab fossiilide foto sõnasõnalist näitamist,”ütleb Chris Webster, Jet Propulsion Laboratory keemik ja metaaniuuringute juhtiv autor.
Kuhu Marsi süsinik läks?
Orgaaniliste molekulide olemasolu Marsil pole üllatav. Nagu iga teine meie päikesesüsteemi planeet, saab ka Mars regulaarselt oma osa süsinikurikast mikrometeoriidist ja kosmilisest tolmust. NASA kosmoselaev Viking, mis maabus punasele planeedile 1976. aastal, tegi aga sensatsioonilise avastuse: selgus, et Marsi pinnases on süsinikku veelgi vähem kui elututes kuukivimites. "See oli suur üllatus," selgitab astrobioloog Caroline Freissinet, Curiosity argilliidi uuringu kaasautor ning Prantsuse atmosfääri- ja kosmoseuuringute laboratooriumi teadur. "Kahjuks viis see kogu Marsi programmi ärajätmiseni."
Sellest ajast alates on teadlased innukalt otsinud Marsil süsinikku - või vähemalt püüdnud selgitada, miks seda ei leita. Võtmepunkt saabus 2008. aastal, kui NASA Phoenixi lander leidis Marsi põhjapooluse lähedal võetud mullaproovides perkloraatsoolad, väga reaktiivsed kloori sisaldavad molekulid. Kombineerituna ereda ultraviolettvalguse ja kosmiliste kosmosekiirtega hävitavad perkloraadid kogu pinnal leiduva orgaanilise aine, jätmata mingeid tõendeid isegi Marsi roverite tundlikele anduritele. Võib-olla on mõned teadlased väitnud, et Marsi jääv orgaaniline aine - ja seega ka kõik varasema või praeguse elu märgid - varitsevad selle sügavusi.
Reklaamvideo:
Aastal 2015 jõudis Curiosity aga Marsil orgaaniliste molekulide olemasolu tõestamiseni, kui ta avastas mullaproovid ahjus 800 kraadi Celsiuse järgi, klooriga saastunud süsinikuühendite jälgi. Kuid Marsi missiooni päris alguses avastasid teadlased "ahju" mitme komponendi süsinikku sisaldavate keemiliste reaktiivide lekke, mis võib viia proovide saastumiseni. Reostuse vastu võitlemiseks keskendus Curiosity meeskond kloori sisaldavate orgaaniliste ainete muude proovide leidmisele, vähendades samal ajal „ahju“temperatuuri - järgnevatel käitustel soojenes see ainult 400 kraadini.
Enne uue ülesande täitmist veendus meeskond, et seekord ei jäeta midagi tähelepanuta. Pärast taustreostuse taseme uuesti kontrollimist "küpsetasid" Fressinet ja tema kolleegid kolme miljardi aasta taguseid mudakivide proove temperatuuril 500 kraadi Celsiuse järgi - perkloraadid põlevad sellega täielikult. Tuhas leiti tiofeenid, suhteliselt väikesed ja lihtsad rõngakujulised molekulid, mis sisaldavad nii süsinikku kui ka väävlit. Viimane näib pärinevat väävlirikast mineraalist, mida nimetatakse jarosiidiks. Varem avastas Curiosity oma 3,5 miljardi aasta vanused leiukohad Gale kraatris - ilmselt moodustusid need ajal, mil veel jahutamata kraatris oli vesi ja see oli eluks sobiv. Teadlased kahtlustavad, et tiofeenis sisalduv süsinik pärineb seni tuvastamata, kuid suurematest molekulidest,säilitatud jarosiidi sees miljardeid aastaid.
Vaatamata avastuse poleemikale usub Carnegie teaduse instituudi geokeemik George Cody, kes uuringuga ei tegelenud, et see on hiiglaslik samm edasi. Nende suuremate molekulide olemasolu viitab tema sõnul hästi säilinud süsinikuvarudele, mis on peidetud Marsi pinna alla. Ta usub, et sellised väljavaated pakuvad eelseisvatele missioonidele teaduslikku alust proovide kogumiseks ja Maale tagastamiseks. "Kui seda saab teha Marsil, siis kujutage vaid ette, mida maapealsetes laborites saavutada saab," ütleb ta.
Metaani aastaajad ja kõikumised
Vahepeal on Curiosity rover teinud selle, mis Websteri sõnul on ajaloo kõige olulisem metaanimõõtmine. See süsinikgaas on kriitilise tähtsusega, kuna suurema osa Maa metaanist toodavad metanogeensed mikroobid, mis jäävad ellu isegi hapnikuvaeses keskkonnas. Lisaks hävitab metaan ultraviolettkiirguse mõjul kiiresti, nii et iga leid Marsil on tõenäoliselt "värske" - gaas eraldus alles hiljuti. “Ahju” kasutades leidsid Webster ja tema kolleegid Gale'i kraatri kohal atmosfääris stabiilse metaanitaseme. Viimase viie aasta jooksul on see olnud umbes 0,4 osa miljardist. Ja kuigi see summa on vaevalt tuvastatav, tunnevad astrobioloogid selle vastu juba huvi. On tähelepanuväärne, et metaani tase kõigub koos Marsi aastaaegadega: päikeselisel suvel on selle sisaldus kolm korda suurem,kui külm ja pime talv.
Websteri jaoks on see perioodilisus tema avastustest võib-olla kõige põnevam. Varem leiti Marsilt vaid tõendeid juhuslike, kuid mitte hooajaliste heitmete kohta. “Kujutage ette, et teie auto on rämps. Kuni probleem ei kordu, ei või iial teada, mis viga on,”selgitab Webster. Tema ja ta kolleegid spekuleerivad, et metaan võib pärineda sügavatest põhjaveekihtidest: suvel need sulavad, vesi eraldub ja moodustub värske gaas. Teise versiooni kohaselt on need ained iidsed ja need tekkisid miljardeid aastaid tagasi mitmesuguste geoloogiliste ja bioloogiliste protsesside käigus. Seejärel külmutasid nad jää ja kivide maatriksites ning paistsid päikesevalguse eest silma vaid sulatamisel. Ja lõpuks on võimalus, et Marsi metanogeenid tursuvad planeedi soolestikus tänapäevani,perioodiline ärkamine ja iseloomuliku gaasi tootmine, mille abil neid saab tuvastada.
Teised teadlased, kes uuringust ei osalenud, hindavad tulemuste olulisust elu otsimisel Marsil mitmetähenduslikult. Goddardi kosmoselennukeskuse astrobioloog Michael Mumma ütleb, et mõõtmised on kriitilised, kuna need annavad otseseid tõendeid tema enda tähelepanekutest. Varem kirjutas ta Marsi metaani emissioonidest, mille avastas maapealsete teleskoopide abil - ehkki ringkondade teadlased võtsid tema avastuse vastu uskumatult.
Lyndon Johnsoni kosmosekeskuses kosmilise tolmu kogumist valvav planeetoloog Marc Fries oli "uudishimu" hiljutiste avastuste suhtes skeptiline. Ta ütles, et Marsi atmosfääri sisenevad süsinikurikkad meteoriidid ja kosmiline tolm võivad olla märgitud metaanikoguste allikad. Samuti rõhutab ta, et hooajaline perioodilisus ei ole täielikult kooskõlas Marsi aastaaegadega. "Olemasolevatel tõenditel põhinev range tõenduspõhine lähenemisviis eeldab, et Marss on alati olnud ja jääb elutuks," ütleb Freese. "Isegi vastupidise hüpoteesi püstitamine nõuab tugevaid tõendeid." Varsti saab seda hüpoteesi kontrollida ELi ja Venemaa ühise missiooni "Exomars Trace Gas Orbiter" andmetega. See kosmoselaev on Marsil tiirutanud alates 2016. aastast ning sellel on ülalt näha metaani ja muude gaaside kontsentratsioonid.
Webster omakorda väidab, et ühtegi võimalikku seletust ei eelistata enne, kui on tehtud lõplikud järeldused. Järk-järgult edasi liikudes on NASA lähenemisviis Marsi uurimisele, märgib Fressinet: "Samm-sammult, missioonide kaupa".
Adam Mann
