Methane balls

Marsin metaanin alkuperä askarruttaa

Kaasukehässä havaittu metaani saattaa olla merkki pinnanalaisesta elämästä.

torstai 19. marraskuuta 2009

Tieteen Kuvalehden vuosikirja 2009: Michael Mumman johtama Nasan asiantuntijaryhmä julkisti Science-tiedelehdessä tutkimuksensa, jonka mukaan Marsin kaasukehässä on metaania. Ensimmäiset havainnot metaanista tehtiin jo 2003, mutta niitä pidettiin jossain määrin kyseenalaisina, koska Maan ilmakehä saattoi vääristää mittaustuloksia. Monivuotisen seurannan jälkeen metaanin olemassaolo voitiin nyt vahvistaa.

Metaania tiedetään muodostuvan kahdella tavalla: joko eloperäisen tai geologisen toiminnan tuloksena. Olipa Marsin metaanin alkuperä kumpi tahansa, löytö on joka tapauksessa mullistava, sillä tähän mennessä Marsissa ei ole havaittu sen enempää eliöitä kuin aktiivisia tulivuoriakaan.

Metaani haihtuisi kaasukehästä muutamassa vuodessa, jos ei sitä syntyisi jatkuvasti lisää. Siksi Marsin metaani ei voi olla peräisin kaukaa menneisyydestä vaan sitä tuottavien prosessien täytyy olla yhä toiminnassa. Metaanin jäljille päästiin vuonna 2003, kun Gemini- ja Keck-teleskoopit tarkkailivat kolmea suurta kaasupurkausta. Niiden infrapunaspektreissä havaittiin selviä jälkiä metaanista. Havainnon vahvisti sittemmin Marsia kiertävä Euroopan avaruusjärjestön Mars Express -luotain. Sen laitteet eivät kuitenkaan ole yhtä tarkkoja kuin Maassa sijaitsevien teleskooppien, joten tuloksissa oli edelleen hieman tulkinnan varaa. Siksi seurantaa jatkettiin ja analyyseja työstettiin pitkään ennen tulosten julkistamista.

Metaanilöytö käynnisti taas vilkkaan keskustelun Marsissa mahdollisesti esiintyvästä elämästä, koska Maassa peräti 90 prosenttia ilmakehän metaanista on peräisin pieneliöistä. Metaania voi tosin syntyä myös geologisessa prosessissa, jossa mineraalit, kuten oliviini ja pyrokseeni, reagoivat veden kanssa. Tällaisia prosesseja esiintyy yleensä vulkaanisilla alueilla, ja Marsissa onkin monia suuria tulivuoria. Useimpien geologien mielestä tulivuoret eivät kuitenkaan ole toimineet enää miljooniin vuosiin.

Vuonna 2003 havaitut kolme metaanipurkausta sijaitsevat Marsin päiväntasaajan seudulla. Lähellä niitä on Syrtis Major, vanha tulivuori, jonka läpimitta on 1?200 kilometriä. Sen uskotaan olevan sammunut, mutta on mahdollista, että pinnan alla kuitenkin esiintyy geologista toimintaa.

Yhdessä purkauksista vapautui peräti 19?000 tonnia metaania. Se kuulostaa isolta määrältä, mutta se nosti Marsin kaasukehän metaanipitoisuuden silti vain 30 miljardisosaan eli ppb:hen (ppb = parts per billion). Vastaavasti metaanin normaalipitoisuus Maan ilmakehässä on 1?800 ppb.

Vielä ei tiedetä, onko metaanin lähde esimerkiksi Syrtis Major -tulivuoren alla tapahtuva geologinen toiminta, vaikka se onkin varteenotettava ehdokas. Nasan tutkija Michael Mumma on todennut: ”Emme vielä voi sanoa varmasti, onko metaani peräisin biologisista vai geologisista prosesseista vai ehkä molemmista. Löytö kuitenkin osoittaa, että Mars on elävä planeetta, ainakin geologisessa merkityksessä.”

Tutkijoiden mukaan metaani on joka tapauksessa lähtöisin Marsin pinnan alta. Se ei kuitenkaan sulje pois biologisen alkuperän mahdollisuutta. Tilannetta voidaan verrata Etelä-Afrikassa sijaitsevaan Witwatersrandin altaaseen. Siellä elää pieneliöitä useiden kilometrien syvyydessä, missä ne ovat selviytyneet miljoonia vuosia ilman auringonvaloa. Auringon sijaan ne saavat energiansa vedystä, jota muodostuu, kun radioaktiivinen säteily hajottaa vesimolekyylejä ja vapauttaa vetyä. Mikrobien aineenvaihdunnassa vety reagoi hiilidioksidin kanssa ja muodostaa metaania. On mahdollista, että Marsin pinnan alla vallitsevat samankaltaiset olot.

Metaanin molekyylejä tutkimalla pyritään selvittämään, voiko se olla mikrobien tuottamaa. Metaani on kemiallinen yhdiste, joka koostuu yhdestä hiili- ja neljästä vetyatomista. Hiiltä esiintyy useimmiten kahtena isotooppina, kevyenä hiili-12:na ja raskaampana hiili-13:na. Vastaavasti vetyä esiintyy tavallisena vetynä ja raskaampana deuteriumina. Yleensä eliöt suosivat kevyempiä isotooppeja. Maassa tehtävillä spektrimittauksilla ei kuitenkaan voida ratkaista, onko kyseessä kevyistä isotoopeista koostuva metaani. Sen toivotaan selviävän tulevissa tutkimushankkeissa, joihin kuuluu muun muassa 2011 Marsiin vietävä Curiosity-mönkijä.

Osta vuosikirja 2009

Tämä artikkeli on Tieteen Kuvalehden vuosikirjasta 2009. Taustoja ja katsauksia vuoden 2009 tapahtumiin.

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: