Odakle metan na Marsu?

Tekst članka se nastavlja ispod banera

Otkako je u 19. stoljeću talijanski astronom Giovanni Virginio Schiaparelli, voditelj zvjezdanice u Milanu, otkrio kanale na Marsu Crveni plant ljudima ne daje mira.

Promatrajući naime taj planet za vrijeme njegove opozicije 1881. godine talijanski je astronom uočio na njemu mnoštvo linija koje je nazvao canali. Onda su Amerikanci, kojima u glavu ne ide da na ovom svijetu ima i drugih jezika osim engleskog, talijansku riječ canale preveli kao canal, što znači prokop, dakle kanal iskopan ljudskom rukom, iako su je mogli prevesti i kao channel, dakle nešto što je priroda sama stvorila (npr. English channel).

U zao čas! Našao se tu odmah Percival Lowell koji je u Arizoni podigao zvjezdarnicu samo zato da bi promatrao Mars i njegove zagonetne kanale (premda je poslije astronomima dobro i za drugo došla), a u cijelu se priču upleo i Francuz Camille Flammarion, veliki popularizator astronomije, koji nije znao obuzdati maštu.

Kanale na Marsu iskopala su razumna bića kako bi – poput drevnih Babilonaca i Egipćana - natapala polja. Odakle voda? Zna se: iz polanih kapa, jer kamo bi otjecala kada se one ljeti tope?

''Stvarnost je fantastičnija od fantazije, rekao je Einstein, a ja razumijem tu misao tako da nam priroda i njezini strogi zakoni nude mnogo više tumačenja nego što ih može iznjedriti i najsmjelija mašta. Ne treba sve svoditi na ljudsku, pa ni zemaljsku mjeru. Kao prvo, Schiaparellijeve kanale nisu vidjeli svi astronomi, a njihova je iluzornost postala očita izumom astronomske fotografije. A što je s vodom iz polarnih kapa? Za suhi led se već znalo, a znalo se i da se voda u svim uvjetima ne pojavljuje u tekućem stanju. Pri niskom tlaku i temperaturi ona može sublimirati, poput joda ili sumpora'', kaže kemičar Nenad Raos za Bug.hr.

No vratimo se našem vremenu. Kada je prije šest godina, 5. kolovoza 2012. Marsov znanstveni laboratorij (Mars Science Laboratory, MSL), automatsko vozilo Curiosity započelo svoj polagani no nadasve uspješan hod u i oko kratera Gale, nedaleko ekvatora bliskog nam planeta, njegov osjetljivi instrument, ugodivi laserski spektrometar (Tunable Laser Spectrometer, TLS) mjerio je i udio metana u Marsovoj atmosferi. Odakle taj plin?

To je pitanje koje muči znanstvenike još od 2003. godine kada je na Marsu otkriven najjednostavniji ugljikovodik teleskopom sa Zemlje. I opet mašta radi svašta. Na Zemlji metan nastaje djelovanjem mikroba, metanogenih arheja (Archaea) – pojava za uočavanje koje ne trebamo ići dalje od svojih crijeva. Ako je tako na Zemlji zašto ne bi bilo i na Marsu? Vjera u biogeno porijeklo Marsova metana išla je tako daleko da se nije odbacila ni mogućnost da metan potječe iz samog rovera Curiosity s kojim su slučajno došli zemaljski mikrobi.

''Budimo odmah s jednim načisto: riječ je o izvanredno malim količinama. Marsova atmosfera sadržava manje od jednog dijela na milijardu (ppb) metana, što znači da ga u kubičnom metru ima manje od mikrolitra (kubičnog milimetra). Uzmite pritom da je atmosfera tamo više od stotinu puta rijeđa nego ovdje i – upotrijebite maštu'', dodaje Raos.

No unatoč takvim malim količinama, osjetljivi laserski spektrometar mogao ih je mjeriti, štoviše mjeriti varijaciju tijekom smjene godišnjih doba na bliskom nam planetu. I što je otkrio? Udio metana u atmosferi Marsa varira skoro tri puta, točnije zimi pada do 0,23, a ljeti se penje na 0,63 ppb. Kako to objasniti?

Kako drugačije nego da Sunčeve zrake stvaraju metan. Najjednostavnije je tumačenje da na Marsu ima mnogo organske tvari (koja je na njega dospjela meteoritima i kometima), pa se onda ona fotokemijski razlaže do najjednostavnijeg ugljikovodika – metana. (To međutim ne ide izravno, nego prvo nastaju oksidativne tvari, prije svega perklorati, koji potom oksidiraju organske spojeve). No takvo tumačanje nije baš uvjerljivo, jer se kemičaru odmah nameće pitanje: a gdje su drugi organski spojevi? Oksidacijom organske tvari nastaje naime sve i svašta, pa bi bilo vrlo neobično da na Marsu od nje nastaje samo metan.

Sasvim drugi odgovor ponudila je nedavno skupina američkih, kanadskih i francuskih znanstvenika. Na skupu „Mars Workshop on Amazonian Climate“ (ovo „Amazonian“ odnosi se na Marsovo geološko razdoblje kada je postojala tekuća voda a atmosfera bila gušća) izložili su referat dugog, no sadržajnog naslova: „The methane seasonal cycle at Gale Crater, Mars suggests adsorption-mediated microseepage“ (Sezonski metanski ciklus u krateru Gale na Marsu ukazuje na mikrocurenje povezano s adsorpcijom). Kako su do tog tumačenja došli i što, konačno, ono znači?

Najjednostavnije rečeno: služeći se kompjutorskim simualacijama znanstvenici su pronašli model koji najvjernije oponaša ispuštanje metana iz Marsova tla (regolita). Iz njihovog istraživanja jasno proizlazi da metan ne nastaje na površini planeta (oksidacijom organske tvari ili djelovanjem arheja, svejedno) nego da prodire iz dubljih slojeva kroz rahlo tlo i to brzinom od 10-16 kg m-2 s-1. Drugim rječima: metan se nalazi ispod površine planeta, piše Bug.hr.

''Dalje autori nisu išli. Možda ipak na Crvenom planetu, ispod gornjih slojeva regolita, postoje mikrobi koji proizvode metan (hraneći se organskom tvari koja do njih dospijeva iz svemira)? Meteorofagi, kometofagi? Opet zapadamo u zamku teromorfizma. Meni se čini da bi se pojava mogla najlakše objasniti postojanjem metana u krutom stanju, najvjerojatnije u obliku hidrata, u tlu koji iz kojeg se zagrijavanjem oslobađa. No odakle u tlu metan? Opet jedna pretpostavka: djelovanjem vodene pare na silikatne stijene nastao je vodik (serpentinizacija) koji se potom s ugljikovim dioksidom spojio u metan (Sabatierova reakcija). No da bi se nešto takvo dogodilo trebali bi za to postojati geološki uvjeti. Lijepa hipoteza, ali ništa više od hipoteze. Hipoteze ne služe zato da bi se znanstvenici češali po glavi, nego zato da svoja istraživanja usmjere u pravom smjeru. Još jedan razlog da odemo na Mars. Čim prije'', ističe Raos.