2018.06.08.

Ősi szerves anyagok és évszakosan változó metán a Marson

Június 7-én este a NASA sajtótájékoztatón ismertette a Marson a közelmúltban tett felfedezéseit, a bejelentést nagy várakozás előzte meg, szerencsére nem kellett csalódniuk az érdeklődőknek.
Nézzük meg, miről is szól a két részből álló hír!

Elsőként a Curiosity rover két pontról vett talajmintájában talált szerves anyagokról számoltak be. A rover egy ősi tómederben, a Gale-kráter 3-3,5 milliárd éves, finoman rétegzett agyagos jellegű üledékes kőzetében kutatta az élet építőköveinek számító szerves molekulákat, s mivel a Mars felszínét érő erős sugárzás ezeket lebontja, ezért a talajba fúrva vett mintákat a vizsgálathoz. A Gale-kráterben volt egykori tó semleges vagy enyhén lúgos kémhatású lehetett, az üledékeket pedig betorkolló vízfolyás szállította. A tómeder ideális terep az itt lerakódott üledékben felgyülemlő anyagok, így az esetleges korábbi biológiai folyamatokban keletkezett szerves molekulák összegyűjtésére, koncentrálására, ezért is választották a mintavételezés helyszínének. Az agyagos kőzetrétegbe két ponton fúrt bele a rover, s e két minta elemzése szolgáltatta a most ismertetett bizonyítékokat.
A mintákat azután a rover az e célra szolgáló kemencében fokozatosan felhevítette 860°C forróra, a hevítés hatására folyamatosan felszabaduló gázokat a Curiosity tömegspektrométere elemezte, s ekkor leltek a sok tucatnyi típusú, legnagyobb valószínűséggel aromás és alifás szénvegyületek nyomaira. A hevítés különböző fázisai, eltérő hőmérsékletei más-más molekulák felszabadulásával járnak, így lehet ezeket sorozatban végigvizsgálni. Az elemzésben a benzol, a toluol, az alkilbenzol, s valószínűleg a klórbenzol és naftalin jeleinek megfeleltethető csúcsok mutatkoztak meg a spektrométer méréseiben. Hasonlókat ugyan korábban is felfedezett már a rover, azonban a korábbi mintákban olyan elhanyagolható mennyiségben voltak csak jelen, hogy nem tartották kizártnak a szennyeződést. A mostani mintavételezés azonban nagyságrenddel többet volt képes kimutatni, így egyértelműen kizárható bármi külső szennyeződés jelenléte a mintában. A legnagyobb mennyiséget a tiofén (C4H4S) képviselte, ez az öttagú, kéntartalmú gyűrűs szénhidrogén molekula, ezt közvetlenül is észlelte a mérésekben a spektrométer. A kőzetminta általános összetétele arra hasonlított, amit a Földön pl. az olajpalákban találunk, az ún. kerogén a Földön az átalakuló szerves anyagokból a kőolajjá, földgázzá válás folyamatának mellékterméke, s benne a szerves anyagok töredékei felismerhetőek. A kerogének a bennük lévő kénnek köszönhetik az akár milliárd éves fennmaradásukat, így a Curiosity tudományos csapata is úgy véli, a kéntartalom segítette a 3-3,5 milliárd év túlélését a marsi körülmények közt. A kén is lehet szerves eredetű, ám lehet a Gale-kráterben egykor lezajlott hidrotermális folyamatok eredménye is, a kénizotópok aránya ez utóbbi folyamatra utal.

Kerogéneket szenes kondrit meteoritokban is ki lehet mutatni, azonban annak az esélye, hogy a rover két fúrása is pont meteoritba talált volna bele, meglehetősen kicsi, így a kerogén valószínűleg a Marson keletkezhetett. No de vajon biológiai vagy geológiai úton? Ezt egyelőre nem lehet megállapítani, csupán következtetni az ismereteink alapján. A geológiai keletkezéshez a marsi vulkanizmus kiindulási pontot jelenthetett, a az alapanyagot pedig az ősi szén-dioxid szolgáltatta. A két mostani fúrásból eredő mintát összevetették a korábbi, más területen vett minták összetételével, s egyértelmű volt a korábbi, nem az agyagos kőzetből származó mintákhoz képest az eltérés: a korábbiakban a tiofén nem volt kimutatható.
A kőzetvizsgálat alapján úgy vélik, hogy a hasonló szerves vegyületek jelenléte a Mars más területein is jelentős lehet, így a megfelelő környezeti feltételek esetén rendelkezésre állhattak olyan szerves anyagok, amelyek az esetleges élet fenntartásához fontosak. A mélyebb kőzetrétegekben minden bizonnyal jóval nagyobb mennyiségben maradtak fenn e szerves molekulák, s reményeink szerint majd a későbbi Mars-küldetések (pl. az ESA ExoMars rovere) során lehetőség is lesz mélyebb rétegekből mintát vételezni s azokat megvizsgálva az eredetre is pontosabb magyarázatot találni. A szerves molekulák jelenléte azonban akkor is sokat elárul a bolygófejlődési folyamatokról, ha az élettől teljesen függetlenül keletkeztek.

A bejelentés másik fele a marsi metánra vonatkozik. A gáz jelenléte könnyen magyarázható geológiai folyamatokkal (pl. magmás eredetű kőzetek átalakulásával), azonban az sem kizárható, hogy biológiai eredetű a metán. Az elmúlt másfél évtizedben sok alkalommal mutatták már ki a marsi metánt, mind a földi megfigyelésekkel, mind a Mars körül keringő szondák méréseivel. A Curiosity hosszú idejű működésének köszönhetően viszont most arra nyílt lehetőség, hogy jelentős időszakot, 3 marsi évet átfogó egységes mérések alapján a metán mennyiségének jelentős évszakos változásait is felfedezzék. A rover a landolást követően hamarosan elkezdte a légköri metán mennyiségének rendszeres méréseit, a légköri minta beszivattyúzása és tisztítása után a lézeres spektrométer végezte el a vizsgálatokat a rover e célra szolgáló tartályában. A metán mérésével párhuzamosan számos környezeti körülményt is feljegyzett a rover: légnyomás, hőmérséklet, a légkör átlátszósága, UV-sugárzás erőssége, relatív páratartalom – ezek a marsi globális időjárási folyamatokkal együtt olyan tényezők, amelyek részint a metán mennyiségét is befolyásolják. A mért adatok alapján kiszámították, hogy mekkora mennyiségben lehetne jelen a Marson a metán az adott mérési időpontokban különböző eredetet feltételezve a gáznak. A számított lehetséges értéket meghaladta a metán mért változása és mennyisége, így ez egyúttal kizárta azt, hogy pl, a marsi szelek hozzák a kráterbe a metánt, vagy a felszínre hulló por, mikrometeoritok, üstökösökből eredő szerves anyagok lennének annak forrásai. Az időjárási folyamatok az évszakos változékonyság mértékének csupán 15%-át befolyásolhatják, így a nagy léptékű változások oka másutt keresendő. A metán mért mennyiségét korrigálták a Gale-kráter mikroklímájának és napszakos változásainak megfelelő adatokkal, így egy olyan háttérértéket kaptak, ami általános érvényű a metán mennyiségét illetően.
A metán aránya a marsi nyár végén a legmagasabb, a tavasz kezdetén és az ősz végén a legalacsonyabb – ezt részint magyarázhatja az is, ha a marsi talaj mélyebb rétegeiben fagyott állapotban, klatrátok formájában tárolt ősi eredetű metán évszakosan szivárog, azonban ez a folyamat se ad kielégítő választ a teljes mennyiségi változásokra, viszont jelentősen hozzájárulhat a klatrátok jelenléte a metán mennyiségéhez.
Nyilvánvalóan lehet biológiai magyarázata is az évszakos változásoknak, azonban jelenleg semmi olyan bizonyíték nem áll rendelkezésre, ami erre utalna, így egyelőre elégedjünk meg azzal, hogy működik egy évszakos ciklikusságot mutató metánkibocsátó folyamat a vörös bolygó felszínén.

A felfedezések alapján tehát szó sincs arról, hogy múltbéli vagy jelenlegi életfolyamatok nyomait tárták volna fel, viszont az ezek esetleges megtalálásához vezető úton jó módszerekkel haladunk. A későbbi marsi vizsgálatok, a közeljövőben a bolygóra indítandó roverek feladatainak részletes meghatározásához sok segítséget ad a két kutatás eredménye. Ezért is óriási jelentőségű, hogy a legfrissebb (alig néhány napos!!!) adatokat is be tudták dolgozni a nyilván több éves munkával elkészített tanulmányokba.

A kőzetminták elemzéséről született kutatási eredmény a Science június 8-i számában jelenik meg, a teljes anyag olvasható.

A légköri metán évszakos változásairól született tanulmányt is a Science június 8-i száma közli, ez a cikk is szabadon olvasható.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: