A kutatások évtizedeit végül a siker koronázta: a tudósok közel állnak a feltáráshoz, ahol a szén megjelent a vörös bolygó talajában és légkörében.
Hat évvel a Mars felszínén a Gale Crater-nél végzett munka megkezdése után a Curiosity rover talán a legfontosabb felfedezés az élet jeleinek keresésében: a vörös bolygó sziklás felülete szerves molekulákkal teli, és időről időre a gáz beszivárog a ritka légkörbe. A metán a legegyszerűbb szerves molekulák. Összehasonlításképpen: a Földön a széntartalmú anyagok képezik az élet alapját.
Mindkét felfedezés a Curiosity által gyűjtött minták elemzése során történt. A SAM-nál a rover miniatűr kémiai laboratóriumát, más néven "kemencét" hívják, a levegő, a kőzet és a talaj apró töredékeit "pörkölik", hogy molekuláris szinten tanulmányozzák. Így az ősi iszapkő mintáiban sokféle szerves molekulát találtak. Egy másik, legalább öt évig tartó tanulmány rendszeresen ingadozott a metánban a marsi légkörben. A kibocsátás csúcspontja a marsi nyár volt. Az eredményeket a Science folyóiratban tették közzé.
Bármennyire izgatják is a képzeletüket, a Marson múlt, jelen és jövőbeli élettel kapcsolatos következtetések még nem véglegesek - a metánt mindenütt megtalálják a gáz óriások légkörében. És ez egyáltalán nem beszél az élet jelenlétéről: a metán a folyó víz és a felmelegített kövek közötti banális kölcsönhatásból képződik. Ezen kívül ismertek más egyszerű szerves molekulák is, amelyek megtalálhatók néhány meteoritokban és csillagközi gázfelhőkben. „Rendkívül nehéz tudományosan bizonyítani, hogy létezik élet a Marson. Ehhez a fosszilis anyag szó szerinti bemutatása szükséges”- mondta Chris Webster, a Jet Propulsion Laboratóriumi vegyész és a metánkutatás vezető szerzője.
Hol ment a marsi szén?
A szerves molekulák jelenléte már a Marson sem meglepő. A Naprendszerünk bármely más bolygójához hasonlóan a Mars rendszeresen megkapja részesedését a szénben gazdag mikrometeoritokból és a kozmikus porból. A NASA Viking űrhajója, amely 1976-ban landolt a vörös bolygón, szenzációs felfedezést tett: kiderült, hogy a marsi talajban még kevesebb szén van, mint az élettelen holdkövekben. "Nagy meglepetés volt" - magyarázza Caroline Freissinet az asztrobiológus, a Curiosity argillite tanulmány társszerzője és a francia légköri és űrkutatási laboratórium kutatója. "Sajnos ez a teljes marsi program elhagyásához vezetett."
Azóta a tudósok buzgón keresik a szénet a Marson - vagy legalábbis megpróbálják magyarázni, miért nem találják meg. A kulcsfontosságú összecsapás 2008-ban érkezett, amikor a NASA Phoenix landolója perklorát sókat, erősen reaktív klórtartalmú molekulákat talált a Mars északi pólusának közelében vett talajmintákban. A ragyogó ultraibolya fénnyel és az űrből származó kozmikus sugarakkal kombinálva a perklorátok elpusztítják az összes szerves anyagot a felületen, így sem a Mars rover érzékeny érzékelői számára semmi bizonyíték sem marad meg. Egyes kutatók szerint a Mars maradék szerves anyaga - és így a múlt vagy jelen jelenlétének minden jele - a mélyén rejlik.
Promóciós videó:
2015-ben azonban a Curiosity közel bizonyította a szerves molekulák létezését a Marson, amikor a talajmintákat kemencében 800 Celsius fokra hevítették, és klórral szennyezett szénvegyületek nyomát fedezte fel. A marsi küldetés elején azonban a tudósok széntartalmú kémiai reagensek szivárgását fedezték fel a „kemence” számos alkotóeleméből, ami a minták szennyeződéséhez vezethet. A szennyezés elleni küzdelem érdekében a Curiosity csapata a klórtartalmú szerves anyagok egyéb mintáinak keresésére összpontosított, miközben egyidejűleg csökkentette a „kemence” hőmérsékletét - az ezt követő futtatások során csak 400 fokos hőmérsékletre hevített.
Mielőtt új feladatot kezdett volna, a csapat megbizonyosodott arról, hogy ezúttal semmit sem hagytak figyelmen kívül. A háttérszennyezés szintjének újbóli ellenőrzése után Fressinet és kollégái hárommilliárd évvel ezelőtt előállított sárkövek mintáit 500 Celsius fok hőmérsékleten sütötték - a perklorátok teljesen kiégenek. Tioféneket, viszonylag kicsi és egyszerű gyűrű alakú molekulákat, amelyek szén- és kéntartalmat egyaránt tartalmaznak, találtak a hamuban. Úgy tűnik, hogy ez utóbbi kénben gazdag ásványi anyagból, az úgynevezett jarositból származik. Korábban a Curiosity felfedezte a 3,5 milliárd éves betéteit a Gale-kráterben - látszólag azok akkor alakultak ki, amikor a még nem hűtött kráterben víz volt, és életre alkalmas volt. A tudósok azt gyanítják, hogy a tiofénben lévő szén még ismeretlen, de nagyobb molekulákból származik,a jarosit belsejében milliárd éven keresztül tartósították.
A felfedezés vitája ellenére George Cody, a Carnegie Tudományos Intézet geokémikusa, aki nem vett részt a tanulmányban, úgy véli, hogy ez óriási lépés előre. E nagyobb molekulák jelenléte azt mondja, hogy a Mars felszínén rejtett, jól megmaradt szénlerakódások vannak jelen. Úgy véli, hogy ezek a kilátások tudományos alapot nyújtanak a közelgő missziókhoz, a minták összegyűjtése és a Földre visszatérése céljából. "Ha ez megtehető Marson, akkor csak képzelje el, mit lehet elérni egy földi laboratóriumban" - mondja.
Évszakok és ingadozások a metánban
Eközben a Curiosity rover elkészítette, amit Webster mond, a történelem legfontosabb metánméréseit. Ez a széntartalmú gáz kritikus, mivel a Föld legtöbb metánját olyan metanogenikus mikrobák termelik, amelyek még oxigénszegény környezetben is fennmaradnak. Ezen túlmenően a metánt az ultraibolya sugárzás gyorsan elpusztítja, így a Marson minden lelet valószínűleg "friss" - a gázt csak a közelmúltban engedték szabadon. A "sütő" segítségével Webster és kollégái állandó metánszintet találtak a légkörben a Gale-kráter felett. Az elmúlt öt évben ez körülbelül 0,4 milliárd rész volt. És bár ez az összeg alig észlelhető, az asztrobiológusokat már érdekli ez. Figyelemre méltó, hogy a metánszint ingadozik a marsi évszakokkal együtt: napsütéses nyáron a tartalma háromszor magasabb,mint egy hideg és sötét tél.
Webster számára ez a periodicitás talán a legizgalmasabb felfedezései közül. Korábban a Marson csak a véletlenszerű, de szezonális kibocsátások bizonyítékait találták. - Képzelje el, hogy az autója szemét. Amíg a probléma megismétlődik, soha nem tudhatja, mi a baj”- magyarázza Webster. Kollégáival azt gondolják, hogy a metán mély víztartó rétegekből származhat: nyáron megolvadnak, víz szabadul fel és friss gáz képződik. Egy másik változat szerint ezek az anyagok ősi jellegűek, és milliárd évvel ezelőtt képződtek a különféle geológiai és biológiai folyamatok során. Ezután jég és sziklák mátrixaiban fagytak le, és csak kiolvasztáskor emelkednek ki a napfénytől. És végül, fennáll annak a lehetősége, hogy a marsi metanogének a bolygó bélében a mai napig szunyókálnak,időszakos ébredés és jellegzetes gáz előállítása, amely alapján azonosíthatók.
Más tudósok, akik nem vettek részt a vizsgálatban, egyértelműen értékelik az eredmények jelentőségét a Marson történő életkeresés szempontjából. Michael Mumma, a Goddard Űrrepülési Központ asztrobiológusa szerint a mérések kritikusak, mivel közvetlen bizonyítékot szolgáltatnak saját megfigyeléseire. Korábban már írt a marsi metánkibocsátásról, amelyet földi távcsövek segítségével fedezett fel - bár a körökben lévő tudósok hitetlenkedéssel fogadták el a felfedezését.
Marc Fries, a kozmikus por gyűjtését a Lyndon Johnson Űrközpontban felügyelő planológus szkeptikus volt a "kíváncsiság" közelmúltbeli felfedezéseivel kapcsolatban. A kimondott metánmennyiség forrása lehet a marsi légkörbe bejutó szénben gazdag meteoritok és kozmikus por - mondta. Hangsúlyozza továbbá, hogy a szezonális periodicitás nem teljesen felel meg a marsi évszakoknak. "A rendelkezésre álló bizonyítékokon alapuló szigorú, bizonyítékokon alapuló megközelítés feltételezi, hogy a Mars mindig is élettelen volt és marad" - mondja Freese. "Még az ellenkező hipotézis előterjesztéséhez is erős bizonyíték szükséges." Hamarosan ezt a hipotézist ki lehet majd tesztelni az EU és Oroszország közös küldetésének "Exomars Trace Gas Orbiter" adataival. Ez az űrhajó 2016 óta kering a marsi környékén, és fentről mutatja a metán és más gázok koncentrációit.
Webster viszont azt állítja, hogy a lehetséges magyarázatok egyikét sem részesítik előnyben, amíg a végleges következtetéseket nem vonják le. Fressinet megjegyzi: "Lépésről lépésre, küldetésenként" a NASA fokozatosan halad a Mars felfedezésének megközelítésével.
Adam Mann