السهول الجنوبية المتجمدة في أوائل الربيع. حقوق الصورة: MSSS / JPL / NASA اضغط للتكبير
تحدى الكشف عن الميثان في الغلاف الجوي للمريخ العلماء للعثور على مصدر للغاز ، والذي يرتبط عادة بالحياة على الأرض. أحد المصادر التي يمكن استبعادها هو التاريخ القديم: يمكن للميثان أن يعيش 600 عام فقط في الجو المريخي قبل أن يدمره ضوء الشمس.
إذا كان التركيز العالمي للميثان على المريخ 10 جزء في البليون ، فسيتم تدمير متوسط 4 غرامات من الميثان كل ثانية بواسطة ضوء الشمس. وهذا يعني أنه يجب إنتاج حوالي 126 طنًا متريًا من الميثان كل عام لضمان تركيز ثابت يبلغ 10 جزء في البليون.
هناك احتمال خارجي بأن يتم تسليم الميثان إلى المريخ بواسطة المذنبات أو الكويكبات أو الحطام الآخر من الفضاء. تشير الحسابات إلى أنه من المرجح أن تقدم النيازك الدقيقة كيلوغرامًا واحدًا فقط من الميثان سنويًا - وهو أقل بكثير من مستوى الاستبدال الذي يبلغ 126 طنًا. يمكن للمذنبات أن تنتج كمية كبيرة من الميثان ، لكن الفاصل الزمني بين تأثيرات المذنبات الرئيسية يبلغ متوسطه 62 مليون سنة ، لذا فمن غير المحتمل أن يكون أي مذنب قد سلم غاز الميثان خلال الـ 600 عام الماضية.
إذا استطعنا استبعاد تسليم الميثان ، فيجب تصنيع الميثان على سطح المريخ. لكن هل مصدر الأحياء أو عمليات لا ترتبط بالحياة؟
تُصنع نسبة صغيرة من غاز الميثان من الأرض من خلال تفاعلات غير بيولوجية ("غير حيوية") بين ثاني أكسيد الكربون والماء الساخن وبعض الصخور. هل يمكن أن يحدث هذا على كوكب المريخ؟ ربما ، يقول جيمس ليون من معهد الجيوفيزياء والفيزياء الكوكبية في جامعة كاليفورنيا.
تتطلب ردود الفعل هذه فقط الصخور والماء والكربون والحرارة ، ولكن على المريخ ، من أين تأتي الحرارة؟ سطح الكوكب بارد بالحجر ، بمتوسط 63 درجة مئوية.يمكن أن تكون البراكين مصدرًا للحرارة. يعتقد الجيولوجيون أن آخر ثوران على كوكب المريخ كان منذ مليون سنة على الأقل - وهو حديث بما يكفي للإشارة إلى أن المريخ لا يزال نشطًا ، وبالتالي يكون حارًا تحت سطح الأرض.
يمكن أن يأتي القليل من الميثان بمتوسط 4 جرامًا في الثانية من هذه البقعة الجيولوجية الساخنة. لكن أي بقعة ساخنة للمريخ يجب أن تكون عميقة ومعزولة جيدًا عن السطح ، نظرًا لأن نظام التصوير الحراري للانبعاثات على كوكب المريخ أوديسي لم يعثر على أي مواقع على الأقل 15 درجة مئوية أكثر دفئًا من المناطق المحيطة. ومع ذلك ، يعتقد ليون أنه لا يزال من الممكن أن الجسم العميق من الصهارة يمكن أن يوفر الحرارة.
في نموذج كمبيوتر واحد للجيولوجيا المريخية المبسطة ، خلق جسم التبريد من الصهارة بعمق 10 كيلومترات ، وعرض 1 كيلومتر ، وطول 10 كيلومترات درجة حرارة 375 إلى 450 درجة مئوية التي تدفع توليد الميثان غير المتفاعل في منتصف المحيطات على الأرض. يقول ليونز: إن مثل هذا الجسم من الصخور الساخنة "معقول تمامًا ، ولا يوجد شيء غريب بشأنه" ، لأن المريخ يحتفظ على الأرجح ببعض الحرارة من تكوين الكواكب ، مثل الأرض.
يقول ليونز: "يشجعنا هذا على التفكير في أن هذا سيناريو مقبول لتفسير غاز الميثان على سطح المريخ ، ولن نرى توقيع ذلك السد (جسم من الصخور الساخنة) على السطح". "هذه هي الزاوية التي نسعى إليها ؛ إنه أبسط تفسير مباشر للميثان المكتشف ".
على الرغم من أنه لا يمكن لأحد أن يستبعد المصادر غير المسببة للتأثر بالميثان على كوكب المريخ ، عندما تجد الميثان على الأرض ، فإنك عادة ما ترى عمل الميثانوجينات ، الميكروبات اللاهوائية القديمة التي تعالج الكربون والهيدروجين إلى ميثان. هل يمكن أن تعيش الميثانوجينات على كوكب المريخ؟
لمعرفة ذلك ، بدأ تيموثي كرال ، أستاذ مشارك في العلوم البيولوجية في جامعة أركنساس ، زراعة خمسة أنواع من الميثانوجينات منذ 12 عامًا في التربة البركانية التي تم اختيارها لمحاكاة التربة المريخية. لقد أظهر الآن أن الميثانوجينات يمكن أن تعيش لسنوات على التربة الحبيبية منخفضة المغذيات ، على الرغم من أنه عندما تنمو في ظروف تشبه المريخ ، عند 2 في المائة فقط من الضغط الجوي للأرض ، فإنها تصبح مجففة وتصبح نائمة بعد بضعة أسابيع.
تميل التربة إلى الجفاف ، وتمكنا من العثور على خلايا قابلة للحياة ؛ لا يزالون على قيد الحياة ، لكنهم لم يعودوا ينتجون غاز الميثان "، يقول كرال.
تحتاج الميثانوجينات إلى مصدر ثابت لثاني أكسيد الكربون والهيدروجين. في حين أن ثاني أكسيد الكربون وفير على كوكب المريخ ، فإن "الهيدروجين علامة استفهام" ، يقول كرال.
اكتشف فلاديمير كراسنوبولسكي ، أستاذ الأبحاث في الجامعة الكاثوليكية الأمريكية في واشنطن العاصمة ، 15 جزءًا في المليون من الهيدروجين الجزيئي في الغلاف الجوي للمريخ. من الممكن أن هذا الهيدروجين يهرب من مصدر عميق في الداخل المريخي والذي يمكن أن تستخدمه الميثانوجينات.
إذا كانت الميثانوجينات عميقة داخل المريخ ، فإن غاز الميثان الذي ينتجونه سيرتفع ببطء نحو السطح. في نهاية المطاف يمكن أن تصل إلى حالة درجة حرارة الضغط حيث يتم حبسها في بلورات الثلج ، لتشكيل هيدرات الميثان.
يقول ستيفن كليفورد من معهد القمر والكواكب في هيوستن ، تكساس: "إذا كان هناك محيط حيوي تحت سطح الأرض ، فإن هيدرات الميثان ستكون نتيجة حتمية ، إذا تصرفت الأشياء كما هي على الأرض".
ويضيف كليفورد أن هناك فائدة هامشية. هيدرات الميثان ، "ستكون بطانية عازلة من شأنها أن تقلل إلى حد كبير من سمك الأرض المتجمدة على المريخ ، من عدة كيلومترات عند خط الاستواء ، وربما أقل من كيلومتر واحد." وبعبارة أخرى ، ستخزن هيدرات الميثان أدلة على الحياة وتعزل أي حياة متبقية من درجات حرارة سطح شديدة البرودة.
على الرغم من عدم وجود بيانات حول الظروف التي تقع على بعد كيلومتر أو ما دون سطح المريخ ، فإن الصورة المتزايدة لتعقيد وحجم وتكيف المحيط الحيوي تحت الأرض تحسن بالتأكيد فرصة وجود الحياة في ظروف مماثلة داخل المريخ. يتكون الغلاف الحيوي للأرض تحت الأرض إلى حد كبير من الميكروبات ، وبعضها يعيش في الأعماق والضغوط والظروف الكيميائية التي كان يعتقد في السابق أنها غير مناسبة للحياة.
يقول كرال إن عمق المريخ قد يكون عميقًا داخل المريخ لكسب لقمة العيش ، لكن الميثانوجينات ليست ذراعا. "إنهم صعبون ودائمون. حقيقة أنهم كانوا حولها على الأرجح منذ بداية الحياة على الأرض ، وما زالوا يشكلون شكل الحياة السائد تحت السطح وعميقًا في المحيطات ، مما يعني أنهم نجوا ، وهم في حالة جيدة للغاية ".
المصدر الأصلي: علم الأحياء الفلكي التابع لناسا
