Powierzchnia Marsa. Źródło zdjęcia: NASA Kliknij, aby powiększyć
University of California, Berkeley, badanie bakterii wytwarzających metan zamrożonych na dnie dwumilowej pokrywy lodowej Grenlandii może pomóc naukowcom poszukującym podobnego życia bakteryjnego na Marsie.
Metan jest gazem cieplarnianym obecnym w atmosferach Ziemi i Marsa. Jeśli klasa starożytnych mikrobów zwanych Archaea jest źródłem metanu Marsa, jak sugerowali niektórzy naukowcy, wówczas bezzałogowe sondy na powierzchni Marsa powinny szukać ich na głębokościach, gdzie temperatura jest o około 10 stopni Celsjusza (18 stopni Fahrenheita) wyższa niż znalezione u podstawy pokrywy lodowej Grenlandii, według głównego badacza UC Berkeley, P. Buford Price, profesora fizyki.
Byłoby to kilkaset metrów - około 1000 stóp - pod ziemią, gdzie temperatura jest nieco wyższa niż zera, a takie mikroby powinny wynosić średnio około jednego centymetra sześciennego, czyli około 16 na cal sześcienny.
Chociaż Price nie spodziewa się wkrótce misji na Marsa wiercenia kilkuset metrów pod powierzchnią, metanogeny (Archaea wytwarzające metan) równie łatwo można wykryć wokół kraterów meteorytowych, w których skały zostały wyrzucone z głębokich podziemi.
„Wykrywanie tego stężenia drobnoustrojów leży w zakresie możliwości najnowocześniejszych instrumentów, gdyby mogły zostać przewiezione na Marsa i gdyby lądownik mógł spaść w miejscu, w którym orbity Marsa stwierdzają najwyższe stężenie metanu”, powiedział Price . „Na Marsie jest mnóstwo kraterów z meteorytów i małych asteroid zderzających się z Marsem i wyrzucających materiał z odpowiedniej głębokości, więc jeśli rozejrzysz się po krawędzi krateru i zgarniesz trochę ziemi, możesz je znaleźć, jeśli wylądujesz w miejscu metan wydzielający się z wnętrza jest najwyższy. ”
Price i jego koledzy opublikowali swoje odkrycia w zeszłym tygodniu we wczesnym internetowym wydaniu czasopisma Proceedings of National Academy of Sciences i przedstawili swoje wyniki na zeszłotygodniowym spotkaniu American Geophysical Union w San Francisco.
Różnice w stężeniu metanu w rdzeniach lodowych, takie jak rdzeń o długości 3053 metrów (10,016 stóp) uzyskany w ramach projektu Grenlandia Ice Sheet Project 2, zostały wykorzystane do oceny klimatu w przeszłości. W tym rdzeniu jednak niektóre segmenty w odległości około 100 metrów lub 300 stóp od najniższego zarejestrowanego poziomu metanu są nawet 10 razy wyższe niż można by oczekiwać po trendach w ciągu ostatnich 110 000 lat.
Price i jego koledzy wykazali w swoim artykule, że te anomalne szczyty można wytłumaczyć obecnością w lodzie metanogenów. Metanogeny są powszechne na Ziemi w miejscach pozbawionych tlenu, takich jak żwacze krów, i można je łatwo zeskrobać przez lód przepływający przez podmokłą glebę podlodowcową i wbudowany w niektóre dolne warstwy lodu.
Price i jego koledzy znaleźli te metanogeny w tych samych grubych na stopę segmentach rdzenia, w których nadmiar metanu mierzono w skądinąd przezroczystym lodzie na głębokościach 17, 35 i 100 metrów (56, 115 i 328 stóp) powyżej podłoża skalnego. Obliczyli, że zmierzona ilość Archaea, zamrożonego i ledwie aktywnego, mogła wytworzyć obserwowaną ilość nadmiaru metanu w lodzie.
„Znaleźliśmy metanogeny dokładnie na tych głębokościach, na których znaleziono nadmiar metanu, i nigdzie indziej” - powiedział Price. „Myślę, że wszyscy zgodzą się, że to broń do palenia”.
Biolodzy z Pennsylvania State University analizowali wcześniej lód kilka metrów nad podłożem skalnym, który był ciemnoszary ze względu na wysoką zawartość mułu i zidentyfikowali dziesiątki rodzajów tlenowych (kochających tlen) i beztlenowych (tlenofobowych) drobnoustrojów. Oszacowali, że 80 procent mikrobów wciąż żyje.
Price zauważył, że chociaż metan został wykryty w atmosferze Marsa, światło ultrafioletowe ze Słońca rozbiłoby ilość obserwowaną za około 300 lat, gdyby jakiś proces nie uzupełniał metanu. Powiedział, że chociaż interakcja płynu zawierającego węgiel ze skałą bazaltową może być odpowiedzialna, metanogeny zamiast tego mogą pobierać wodór i dwutlenek węgla pod powierzchnię, aby wytworzyć metan.
Jeśli metanogeny są odpowiedzialne, Price obliczył, że wystąpiłyby w stężeniu około jednego drobnoustroju na centymetr sześcienny na głębokości kilkuset metrów, gdzie temperatura - około zera stopni Celsjusza (32 stopnie Fahrenheita) lub nieco wyższa - pozwoliłaby wystarczający metabolizm, aby mogli utrzymać się przy życiu, tak jak robią to drobnoustroje w lodowej Grenlandii.
Większość prac laboratoryjnych wykonała licencjat UC Berkeley H. C. Tung z Wydziału Nauk o Środowisku, Polityki i Zarządzania. Obecnie jest absolwentką UC Santa Cruz. Współautorem tego artykułu był także Nathan E. Bramall, absolwent Wydziału Fizyki.
Praca została wsparta przez National Science Foundation Office of Polar Programs.
Oryginalne źródło: UC Berkeley News Release
